BUNĚČNÁ ÚROVEŇ ORGANIZACE: TYPY BUNĚK A KOMPONENTY - BIOLOGIE - 2025

Mluvit o buněčné úrovni organizace znamená mluvit o strukturální a vnitřní organizaci základní jednotky živých organismů: buňky. Buňka je schopna provádět všechny charakteristické procesy živé bytosti, z nichž žádná z jejích izolovaných částí není schopna.

Po atomech, molekulách a organických sloučeninách představují buňky jednu ze základních úrovní organizace v mnohobuněčných organismech a základní úroveň organizace v makro a jednobuněčných mikroorganismech.

Struktura živočišné buňky (Zdroj: Mel23, přes Wikimedia Commons)

Mnohobuněčné organismy, jako jsou zvířata a rostliny, jsou organizovány tak, že jejich buňky jsou seskupeny dohromady za vzniku tkání: tyto tkáně, pokud jsou sdruženy, vytvářejí orgány různých typů a tyto orgány zase vytvářejí to, co známe jako systémy nebo přístroje., které tvoří celé tělo.

V roce 1839 popsal zoolog Theodor Schwann a botanik Matthias Schleiden paralelně živočišné a rostlinné buňky. Tito vědci jako první navrhli buněčnou teorii: že všechny živé věci jsou tvořeny buňkami.

Podle evolučních teorií pocházejí všechny živé organismy od společného předka, který měl přehled o univerzálním aparátu veškerého pozemského života a že různé evoluční události v evoluční historii vedly k diverzifikaci druhů, jak je známe.

Typy buněk a jejich složky

Buňky jsou malé "kontejnery" uzavřené uvnitř membrány, což je vodný roztok známý jako cytosol nebo cytoplazma. Jsou velmi rozmanité, a to nejen co do velikosti, ale také ve způsobu života, reprodukce, výživy, obalu, funkcí atd.

Přestože jsou jejich základní vlastnosti velmi podobné, v přírodě existují dva typy buněk: prokaryoty a eukaryoty. Příklady prokaryotických organismů jsou bakterie a archaea, zatímco eukaryotické buňky tvoří základní jednotku zvířat, rostlin a hub.

Prokaryotické buňky

Ačkoli různé prokaryotické buňky jsou obecně menší než eukaryoty a prokaryoty jsou obvykle organismy složené z jediné buňky, to znamená, že jsou jednobuněčné.

Prokaryotické buňky mají plazmovou membránu složenou z dvojité vrstvy lipidů a proteinů, která působí jako polopropustná bariéra pro různé molekuly a která je jediným membránovým systémem, který mají, protože nemají vnitřní organely.

Průměrná prokaryotická buňka (Zdroj: Mariana Ruiz Villarreal, LadyofHats přes Wikimedia Commons)

Některé mají plynovou vakuolu, která jim umožňuje vznášet se ve vodném prostředí. Mají ribozomy, které fungují v tělech syntézy a inkluze proteinů pro ukládání uhlíku a dalších látek.

V oblasti známé jako „nukleoid“ je genetický materiál ve formě kyseliny deoxyribonukleové (DNA).

Všechny prokaryoty mají, kromě membrány, která obklopuje cytoplazmu, buněčnou zeď, která jim dává jejich tvar a dává jim odolnost proti osmotické lýze. Buněčná stěna je obvykle tvořena molekulou zvanou peptidoglykan, která umožňuje odlišit jednu skupinu bakterií od druhé.

Kolem této zdi může být „kapsle“ nebo kalich, který pomáhá přilnout k povrchům. Mohou mít nějaké „přívěsky“, jako jsou chloupky, fimbrie a bičíky, pro fixaci, konjugaci a pohyb.

Eukaryotické buňky

S malým rozdílem mezi nimi jsou zvířata a rostliny tvořeny eukaryotickými buňkami. Charakteristickým rysem těchto buněk je přítomnost jádra, které obklopuje genetický materiál a další membránové organely vložené do cytoplazmy.

Struktura rostlinné buňky (Zdroj: Mortadelo2005, přes Wikimedia Commons

Tyto buňky, větší a složitější než prokaryoty, mohou existovat jako jednobuněčné nebo mnohobuněčné organismy (dokonce složitější organizace).

Rostlinné buňky mají na rozdíl od živočišných buněk vždy buněčnou stěnu obklopující plazmatickou membránu.

Každá eukaryotická buňka se skládá ze společných specializovaných struktur:

-Jádro

-Mochochondrie

- chloroplasty (přeměna světelné energie na chemickou energii v rostlinných buňkách)

-Vnitřní membránový systém: hladký a drsný endoplazmatický retikulum a Golgiho komplex

-Cytoplazma

-Cytoskelet

-Lysozomy

-Endozomy (ve zvířecích a houbových buňkách)

-Peroxisomy

-Glioxisomy (v rostlinných buňkách)

-Vacuoly (skladují vodu a minerály v rostlinných buňkách)

Organely společné mezi rostlinami a zvířaty

Jádro

Je to místo, kde jsou genetické (dědičné) informace buňky uloženy ve formě DNA navinuté na chromozomech. Je to organela obklopená membránou známou jako jaderná obálka.

Prostřednictvím struktur známých jako „jaderné póry“, které jsou přítomny v jaderném obalu, si jádro vyměňuje různé třídy molekul s cytoplazmou.

Uvnitř jsou četné proteiny zodpovědné za „čtení“ a „transkripci“ informací kódovaných v genech obsažených v DNA.

Mitochondrie

Po jádru jsou jednou z nejvýznamnějších organel. Připomínají prokaryontní buňku, protože mají dvojitý membránový systém, svůj vlastní genom a morfologii podobnou bakterii, z níž vychází endosymbiontská teorie.

Jsou to organely specializované na výrobu chemické energie ve formě ATP oxidační fosforylací. Tento proces je také známý jako buněčné dýchání, protože mitochondrie spotřebovávají kyslík a uvolňují oxid uhličitý.

Endoplazmatické retikulum (hladké a drsné)

Jedná se o pokračování vnější jaderné membrány a skládá se ze systému membránových „vaků“ a zkumavek, které jsou rozmístěny v celé cytoplazmě. Je to hlavní místo pro syntézu nových membrán.

Hrubé endoplazmatické retikulum má připojené ribozomy, které se účastní translace a syntézy proteinů.

Golgiho komplex nebo aparát

Je to membránová organela složená z hromádek a zploštělých pytlů. Nachází se v blízkosti jádra a je zodpovědný za modifikaci, balení a transport proteinů a lipidů z endoplazmatického retikula.

Je součástí sekreční transportní a komunikační cesty díky své schopnosti vysílat malé váčky s různými makromolekuly do různých oddílů.

Cytosol nebo cytoplazma

Je to vodný gel, do kterého jsou ponořeny buněčné organely obklopené plazmovou membránou. Je bohatá na různé třídy velkých a malých molekul a vyskytuje se v ní mnoho chemických reakcí, které umožňují pokračování buněčného života.

Cytoskeleton

Cytoskelet je vnitřní strukturní rámec složený z vláknitých proteinů různých tlouštěk, které jsou odpovědné za vnitřní organizaci buňky, jakož i za její vnější vlastnosti, zejména z hlediska flexibility a deformovatelnosti. Je to zvláště důležité v procesech buněčného dělení.

Lysozomy a peroxisomy

Jsou to organely obklopené jedinou membránou, které jsou rozptýleny v cytosolu. První z nich jsou bohaté na trávicí enzymy a jsou zodpovědné za degradaci a „recyklaci“ různých látek vnitřního nebo vnějšího původu.

Peroxisomy jsou zodpovědné za „detoxikaci“ buněk prostřednictvím řady oxidačních reakcí katalyzovaných oxidázami a katalázami v nich. Jsou odpovědné za rozklad lipidů a dalších toxických látek.

Reference

1. Nabors, M. (2004). Úvod do botaniky (1. vydání). Pearsonovo vzdělávání.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, a Larson, A. (1994). Integrované základy zoologie (9. vydání). Společnosti McGraw-Hill.
3. Brachet, J. (1970). Živá buňka. In The Living Cell (2. vydání, str. 418). WH Freeman and Company.
4. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologie (5. vydání). Philadelphia, Pensylvánie: Saunders College Publishing.
5. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Základní buněčná biologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
6. Prescott, L., Harley, J., & Klein, D. (2002). Mikrobiologie (5. vydání). Společnosti McGraw-Hill.