Co je hlavním obsahem buňky. Buňky živých organismů

Elementární a funkční jednotkou veškerého života na naší planetě je buňka. V tomto článku se podrobně dozvíte o jeho struktuře, funkcích organel a také najdete odpověď na otázku: "Jaký je rozdíl mezi strukturou rostlinných a živočišných buněk?".

Buněčná struktura

Věda, která studuje strukturu buňky a její funkce, se nazývá cytologie. Navzdory své malé velikosti mají tyto části těla složitou strukturu. Uvnitř je polotekutá látka zvaná cytoplazma. Zde předejte vše životně důležité důležité procesy a jsou umístěny základní části - organely. Další informace o jejich funkcích naleznete níže.

Jádro

Nejdůležitější částí je jádro. Od cytoplazmy je oddělen membránou, která se skládá ze dvou membrán. Mají póry, aby se látky mohly dostat z jádra do cytoplazmy a naopak. Uvnitř je jaderná šťáva (karyoplazma), která obsahuje jadérko a chromatin.

Rýže. 1. Struktura jádra.

Je to jádro, které řídí život buňky a uchovává genetickou informaci.

Funkce vnitřního obsahu jádra jsou syntéza proteinu a RNA. Tvoří zvláštní organely – ribozomy.

Ribozomy

Jsou umístěny kolem endoplazmatického retikula, přičemž jeho povrch je drsný. Někdy jsou ribozomy volně umístěny v cytoplazmě. Mezi jejich funkce patří syntéza bílkovin.

TOP 4 článkykteří spolu s tím čtou

Endoplazmatické retikulum

EPS může mít drsný nebo hladký povrch. Drsný povrch je tvořen v důsledku přítomnosti ribozomů na něm.

Funkce EPS zahrnují syntézu proteinů a vnitřní transport látek. Část vytvořených bílkovin, sacharidů a tuků prostřednictvím kanálů endoplazmatického retikula vstupuje do speciálních skladovacích nádob. Tyto dutiny se nazývají Golgiho aparát, jsou prezentovány ve formě stohů „nádrží“, které jsou od cytoplazmy odděleny membránou.

Golgiho aparát

Nejčastěji se nachází v blízkosti jádra. Mezi jeho funkce patří přeměna proteinů a tvorba lysozomů. Tento komplex uchovává látky, které si buňka sama syntetizovala pro potřeby celého organismu a později z ní budou odstraněny.

Lysozomy jsou přítomny ve formě trávicích enzymů, které jsou uzavřeny membránou ve váčcích a neseny cytoplazmou.

Mitochondrie

Tyto organely jsou pokryty dvojitou membránou:

• hladký - vnější plášť;
• cristae - vnitřní vrstva se záhyby a výčnělky.

Rýže. 2. Struktura mitochondrií.

Funkce mitochondrií jsou dýchání a přeměna živin na energii. Cristae obsahují enzym, který syntetizuje molekuly ATP z živin. Tato látka je univerzálním zdrojem energie pro různé procesy.

Buněčná stěna odděluje a chrání vnitřní obsah od vnějšího prostředí. Udržuje svůj tvar, zajišťuje propojení s ostatními buňkami a zajišťuje proces látkové výměny. Membránu tvoří dvojitá vrstva lipidů, mezi kterými jsou proteiny.

Srovnávací charakteristiky

Zeleninové a živočišná buňka se od sebe liší svou strukturou, velikostí a tvarem. A to:

• buněčná stěna rostlinného organismu má hustou strukturu díky přítomnosti celulózy;
• rostlinná buňka má plastidy a vakuoly;
• živočišná buňka má centrioly, které jsou důležité v procesu dělení;
• Vnější membrána živočišného organismu je pružná a může nabývat různých podob.

Rýže. 3. Schéma stavby rostlinných a živočišných buněk.

Následující tabulka pomůže shrnout poznatky o hlavních částech buněčného organismu:

Tabulka "Struktura buněk"

Organoid	Charakteristický	Funkce
	Má jadernou membránu, uvnitř které je jaderná šťáva s jadérkem a chromatinem.	Transkripce a ukládání DNA.
plazmatická membrána	Skládá se ze dvou vrstev lipidů, které jsou prostoupeny bílkovinami.	Chrání obsah, poskytuje mezibuněčné metabolické procesy, reaguje na podnět.
Cytoplazma	Polotekutá hmota obsahující lipidy, proteiny, polysacharidy atd.	Asociace a interakce organel.
	Membránové sáčky dvou typů (hladké a hrubé)	Syntéza a transport proteinů, lipidů, steroidů.
Golgiho aparát	Nachází se v blízkosti jádra ve formě vezikul nebo membránových vaků.	Tvoří lysozomy, odstraňuje sekrety.
Ribozomy	Mají protein a RNA.	Vytvořte protein.
Lysozomy	Ve formě sáčku, uvnitř kterého jsou enzymy.	Trávení živin a odumřelých částí.
Mitochondrie	Vně je pokryto membránou, obsahuje kristy a četné enzymy.	Tvorba ATP a bílkovin.
plastidy	pokrytá membránou. Zastoupeny třemi typy: chloroplasty, leukoplasty, chromoplasty.	Fotosyntéza a ukládání látek.
	Váčky s buněčnou mízou.	Regulujte krevní tlak a udržujte živiny.
Centrioly	Obsahuje DNA, RNA, proteiny, lipidy, sacharidy.	Účastní se procesu štěpení a tvoří štěpné vřeteno.

co jsme se naučili?

Živý organismus se skládá z buněk, které mají poměrně složitou strukturu. Venku je pokryta hustou skořápkou, která chrání vnitřní obsah před vlivy vnějšího prostředí. Uvnitř se nachází jádro, které reguluje všechny probíhající procesy a ukládá genetický kód. Kolem jádra je cytoplazma s organelami, z nichž každá má své vlastní charakteristiky a vlastnosti.

Tématický kvíz

Vyhodnocení zprávy

Průměrné hodnocení: 4.3. Celková obdržená hodnocení: 2166.

Buňka- základní jednotka živé soustavy. Různé struktury živé buňky, které jsou odpovědné za výkon určité funkce, se nazývají organely, stejně jako orgány celého organismu. Specifické funkce v buňce jsou distribuovány mezi organely, intracelulární struktury, které mají určitý tvar, jako je buněčné jádro, mitochondrie atd.

Buněčné struktury:

Cytoplazma. Povinná součást buňky, uzavřená mezi plazmatickou membránou a jádrem. Cytosol je viskózní vodný roztok různých solí a organických látek, prostoupený systémem proteinových filamentů – cytoskeletů. Většina chemických a fyziologických procesů buňky probíhá v cytoplazmě. Struktura: Cytosol, cytoskelet. Funkce: zahrnuje různé organely, vnitřní prostředí buňky
plazmatická membrána. Každá buňka živočichů, rostlin, je omezena od okolí nebo jiných buněk plazmatickou membránou. Tloušťka této membrány je tak malá (asi 10 nm), že ji lze vidět pouze elektronovým mikroskopem.

Lipidy tvoří v membráně dvojitou vrstvu a proteiny pronikají celou její tloušťkou, jsou ponořeny do různé hloubky v lipidové vrstvě nebo se nacházejí na vnějším a vnitřním povrchu membrány. Struktura membrán všech ostatních organel je podobná plazmatické membráně. Struktura: dvojitá vrstva lipidů, bílkovin, sacharidů. Funkce: omezení, zachování tvaru buňky, ochrana před poškozením, regulátor příjmu a odvodu látek.

Lysozomy. Lysozomy jsou membránové organely. Mají oválný tvar a průměr 0,5 mikronu. Obsahují soubor enzymů, které rozkládají organickou hmotu. Membrána lysozomů je velmi pevná a brání průniku vlastních enzymů do cytoplazmy buňky, pokud je však lysozom poškozen jakýmkoli vnější vlivy, pak je celá buňka nebo její část zničena.
Lysozomy se nacházejí ve všech buňkách rostlin, zvířat a hub.

Lysozomy, které provádějí trávení různých organických částic, poskytují další „suroviny“ pro chemické a energetické procesy v buňce. Během hladovění lysozomální buňky tráví některé organely, aniž by buňku zabily. Takové částečné trávení poskytuje buňce na chvíli potřebné minimum živin. Někdy lysozomy tráví celé buňky a skupiny buněk, což hraje zásadní roli ve vývojových procesech u zvířat. Příkladem je ztráta ocasu při přeměně pulce v žábu. Struktura: vezikuly oválného tvaru, membrána vně, enzymy uvnitř. Funkce: rozklad organických látek, zničení mrtvých organel, zničení vyčerpaných buněk.

golgiho komplex. Produkty biosyntézy vstupující do lumen dutin a tubulů endoplazmatického retikula jsou koncentrovány a transportovány v Golgiho aparátu. Tato organela má velikost 5–10 µm.

Struktura: dutiny obklopené membránami (vezikuly). Funkce: akumulace, balení, vylučování organických látek, tvorba lysozomů

Endoplazmatické retikulum. Endoplazmatické retikulum je systém pro syntézu a transport organických látek v cytoplazmě buňky, což je prolamovaná struktura spojených dutin.
Velké množství ribozomů je připojeno k membránám endoplazmatického retikula – nejmenších buněčných organel, které vypadají jako koule o průměru 20 nm. a skládá se z RNA a proteinu. Ribozomy jsou místa, kde dochází k syntéze bílkovin. Poté nově syntetizované proteiny vstupují do systému dutin a tubulů, kterými se pohybují uvnitř buňky. Dutiny, tubuly, tubuly z membrán, na povrchu ribozomálních membrán. Funkce: syntéza organických látek pomocí ribozomů, transport látek.

Ribozomy. Ribozomy jsou připojeny k membránám endoplazmatického retikula nebo jsou volně umístěny v cytoplazmě, jsou uspořádány do skupin a jsou na nich syntetizovány proteiny. Složení proteinu, funkce ribozomální RNA: zajišťuje biosyntézu proteinu (sestavení molekuly proteinu z).
Mitochondrie. Mitochondrie jsou energetické organely. Tvar mitochondrií je různý, mohou být zbylé, tyčinkovité, vláknité o středním průměru 1 mikron. a 7 um dlouhé. Počet mitochondrií závisí na funkční aktivitě buňky a může dosáhnout až desítek tisíc v létajících svalech hmyzu. Mitochondrie jsou zevně ohraničeny vnější membránou, pod ní je vnitřní membrána, která tvoří četné výrůstky – cristae.

Uvnitř mitochondrií jsou RNA, DNA a ribozomy. V jeho membránách jsou zabudovány specifické enzymy, pomocí kterých se v mitochondriích přeměňuje energie potravinových látek na energii ATP, která je nezbytná pro život buňky i organismu jako celku.

Membrána, matrix, výrůstky - cristae. Funkce: syntéza molekuly ATP, syntéza vlastních proteinů, nukleových kyselin, sacharidů, lipidů, tvorba vlastních ribozomů.

plastidy. Pouze v rostlinné buňce: leukoplasty, chloroplasty, chromoplasty. Funkce: akumulace rezervních organických látek, přitahování opylujícího hmyzu, syntéza ATP a sacharidů. Chloroplasty mají tvar disku nebo koule o průměru 4-6 mikronů. S dvojitou membránou - vnější a vnitřní. Uvnitř chloroplastu jsou ribozomy DNA a speciální membránové struktury - grana, spojené mezi sebou a s vnitřní membránou chloroplastu. Každý chloroplast obsahuje asi 50 zrn, rozložených pro lepší zachycení světla. Chlorofyl se nachází v granu membránách, díky nimž se energie slunečního záření přeměňuje na chemickou energii ATP. Energie ATP se v chloroplastech využívá k syntéze organických sloučenin, především sacharidů.
Chromoplasty. Červené a žluté pigmenty nalezené v chromoplastech dodávají různým částem rostliny jejich červenou a žlutou barvu. mrkev, rajče ovoce.

Leukoplasty jsou místem akumulace rezervní živiny – škrobu. V buňkách hlíz brambor je zvláště mnoho leukoplastů. Na světle se leukoplasty mohou změnit na chloroplasty (v důsledku čehož buňky brambor zezelenají). Na podzim se chloroplasty mění v chromoplasty a zelené listy a plody žloutnou a červenají.

Buněčné centrum. Skládá se ze dvou válců, centriol, umístěných navzájem kolmo. Funkce: podpora vřetenových závitů

Buněčné inkluze se buď objevují v cytoplazmě, nebo mizí během života buňky.

Husté inkluze ve formě granulí obsahují rezervní živiny (škrob, bílkoviny, cukry, tuky) nebo buněčné odpadní produkty, které zatím nelze odstranit. Všechny plastidy rostlinných buněk mají schopnost syntetizovat a akumulovat rezervní živiny. V rostlinných buňkách dochází k akumulaci rezervních živin ve vakuolách.

Zrna, granule, kapky Funkce: nestálé útvary, které uchovávají organickou hmotu a energii

Jádro. Jaderný obal dvou membrán, jaderná šťáva, jadérko. Funkce: ukládání dědičné informace v buňce a její reprodukce, syntéza RNA - informační, transportní, ribozomální. V jaderné membráně jsou umístěny spory, kterými probíhá aktivní výměna látek mezi jádrem a cytoplazmou. V jádru jsou uloženy dědičné informace nejen o všech rysech a vlastnostech dané buňky, o procesech, které by k ní měly probíhat (například syntéza bílkovin), ale také o vlastnostech organismu jako celku. Informace jsou zaznamenány v molekulách DNA, které jsou hlavní součástí chromozomů. Jádro obsahuje jadérko. Jádro, díky přítomnosti chromozomů obsahujících dědičné informace, vykonává funkce centra, které řídí veškerou životně důležitou aktivitu a vývoj buňky.

Buňka- základní jednotka stavby a vitální činnosti všech živých organismů (kromě virů, které jsou často označovány jako nebuněčné formy života), mající vlastní metabolismus, schopnou samostatné existence, sebereprodukce a vývoje. Všechny živé organismy se buď, jako mnohobuněční živočichové, rostliny a houby, skládají z mnoha buněk, nebo jako mnoho prvoků a bakterií jsou jednobuněčné organismy. Obor biologie, který se zabývá studiem struktury a aktivity buněk, se nazývá cytologie. V poslední době je také zvykem mluvit o buněčné biologii neboli buněčné biologii.

buněčná struktura Všechny buněčné formy života na Zemi lze rozdělit do dvou království na základě struktury jejich základních buněk – prokaryota (předjaderná) a eukaryota (jaderná). Prokaryotické buňky mají jednodušší strukturu, zjevně vznikly dříve v procesu evoluce. Eukaryotické buňky – složitější, vznikly později. Buňky, které tvoří lidské tělo, jsou eukaryotické. Přes rozmanitost forem podléhá organizace buněk všech živých organismů jednotným strukturním principům. Živý obsah buňky – protoplast – je od okolí oddělen plazmatickou membránou neboli plazmalemou. Uvnitř buňky je vyplněna cytoplazma, která obsahuje různé organely a buněčné inkluze a také genetický materiál ve formě molekuly DNA. Každá z organel buňky plní svou vlastní speciální funkci a všechny společně určují životně důležitou aktivitu buňky jako celku.

prokaryotická buňka

prokaryota(z lat. pro - před, do a řec. κάρῠον - jádro, ořech) - organismy, které na rozdíl od eukaryot nemají vytvořené buněčné jádro a další vnitřní membránové organely (s výjimkou plochých nádrží u fotosyntetických druhů, např. v sinice). Jediná velká kruhová (u některých druhů - lineární) dvouvláknová molekula DNA, která obsahuje hlavní část genetického materiálu buňky (tzv. nukleoid), netvoří komplex s histonovými proteiny (tzv. chromatinem). Prokaryota zahrnují bakterie, včetně cyanobakterií (modrozelené řasy) a archaea. Potomky prokaryotických buněk jsou organely eukaryotických buněk – mitochondrie a plastidy.

eukaryotická buňka

eukaryota(eukaryota) (z řeckého ευ - dobrý, úplně a κάρῠον - jádro, ořech) - organismy, které mají na rozdíl od prokaryot dobře tvarované buněčné jádro, ohraničené od cytoplazmy jadernou membránou. Genetický materiál je uzavřen v několika lineárních molekulách dvouvláknové DNA (v závislosti na typu organismů se jejich počet na jádro může lišit od dvou do několika stovek), připojených zevnitř k membráně buněčného jádra a tvořících se v rozsáhlém většina (kromě dinoflagelátů) komplex s histonovými proteiny, nazývaný chromatin. Eukaryotické buňky mají systém vnitřních membrán, které tvoří kromě jádra řadu dalších organel (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát aj.). Naprostá většina má navíc trvalé intracelulární symbionty-prokaryota - mitochondrie a řasy a rostliny mají také plastidy.

buněčná membrána Buněčná membrána je velmi důležitou součástí buňky. Drží pohromadě všechny buněčné složky a vymezuje vnitřní a vnější prostředí. Navíc modifikované záhyby buněčné membrány tvoří mnoho buněčných organel. Buněčná membrána je dvojitá vrstva molekul (bimolekulární vrstva nebo dvojvrstva). V podstatě se jedná o molekuly fosfolipidů a dalších jim blízkých látek. Molekuly lipidů mají dvojí povahu, která se projevuje ve způsobu, jakým se chovají ve vztahu k vodě. Hlavy molekul jsou hydrofilní, tzn. mají afinitu k vodě a jejich uhlovodíkové konce jsou hydrofobní. Po smíchání s vodou proto lipidy vytvoří na jejím povrchu film podobný olejovému filmu; všechny jejich molekuly jsou přitom orientovány stejně: hlavy molekul jsou ve vodě a uhlovodíkové ohony jsou nad jejím povrchem. V buněčné membráně jsou dvě takové vrstvy a v každé z nich jsou hlavy molekul otočeny směrem ven a ocasy jsou otočeny uvnitř membrány jedna k druhé, takže se nedostanou do kontaktu s vodou. Tloušťka této membrány je cca. 7 nm. Kromě hlavních lipidových složek obsahuje velké proteinové molekuly, které jsou schopny „plavat“ v lipidové dvojvrstvě a jsou umístěny tak, že jedna jejich strana je otočena uvnitř buňky a druhá je v kontaktu s vnějším prostředím. Některé proteiny se nacházejí pouze na vnějším nebo pouze na vnitřním povrchu membrány, nebo jsou jen částečně ponořeny v lipidové dvojvrstvě.

Hlavní funkce buněčné membrány Reguluje transport látek do buňky a z buňky. Jelikož je membrána do jisté míry fyzikálně podobná oleji, snadno přes ni procházejí látky rozpustné v oleji nebo organických rozpouštědlech, jako je éter. Totéž platí pro plyny, jako je kyslík a oxid uhličitý. Zároveň je membrána prakticky nepropustná pro většinu látek rozpustných ve vodě, zejména pro cukry a soli. Díky těmto vlastnostem dokáže uvnitř buňky udržovat chemické prostředí, které se liší od vnějšku. Například v krvi je koncentrace sodných iontů vysoká a draslíkových iontů nízká, zatímco v intracelulární tekutině jsou tyto ionty přítomny v opačném poměru. Podobná situace je typická pro mnoho dalších chemických sloučenin. Je zřejmé, že buňku nelze zcela izolovat od okolního prostředí, protože musí přijímat látky nezbytné pro metabolismus a zbavovat se svých konečných produktů. Lipidová dvojvrstva navíc není zcela nepropustná ani pro látky rozpustné ve vodě, ale tzv. „vrstvy“ do ní pronikají. Proteiny vytvářející kanály vytvářejí póry nebo kanály, které se mohou otevírat a zavírat (v závislosti na změně konformace proteinu) a v otevřeném stavu vedou určité ionty (Na+, K+, Ca2+) podél koncentračního gradientu. V důsledku toho nelze rozdíl v koncentracích uvnitř buňky a vně buňky udržet pouze kvůli nízké permeabilitě membrány. Ve skutečnosti obsahuje proteiny, které plní funkci molekulární „pumpy“: transportují určité látky jak do buňky, tak z ní, pracují proti koncentračnímu gradientu. Výsledkem je, že když je koncentrace například aminokyselin vysoká uvnitř buňky a nízká venku, mohou se aminokyseliny stále přenášet zvenčí dovnitř. Takový přenos se nazývá aktivní transport a je na něj vynakládána energie dodaná metabolismem. Membránové pumpy jsou vysoce specifické: každá z nich je schopna transportovat buď pouze ionty určitého kovu, nebo aminokyselinu nebo cukr. Specifické jsou také membránové iontové kanály. Taková selektivní permeabilita je fyziologicky velmi důležitá a její absence je prvním důkazem buněčné smrti. To lze snadno ilustrovat na příkladu řepy. Pokud je ponořen živý kořen řepy studená voda, pak si zachová svůj pigment; pokud se řepa uvaří, pak buňky odumírají, stávají se snadno propustnými a ztrácejí pigment, který barví vodu do červena. Velké molekuly, jako jsou proteinové buňky, mohou „polykat“. Pod vlivem některých proteinů, pokud jsou přítomny v tekutině obklopující buňku, dojde k invaginaci v buněčné membráně, která se poté uzavře a vytvoří bublinu - malou vakuolu obsahující vodu a molekuly bílkovin; poté se membrána kolem vakuoly rozbije a obsah vstoupí do buňky. Tento proces se nazývá pinocytóza (doslova „pití buněk“) nebo endocytóza. Větší částice, jako jsou částice jídla, mohou být absorbovány podobným způsobem během tzv. fagocytóza. Vakuola vzniklá při fagocytóze je zpravidla větší a potrava je trávena enzymy lysozomů uvnitř vakuoly, dokud nedojde k prasknutí membrány, která ji obklopuje. Tento typ výživy je typický pro prvoky, například pro améby požírající bakterie. Schopnost fagocytózy je však charakteristická jak pro střevní buňky nižších živočichů, tak pro fagocyty - jeden z typů bílých krvinek (leukocytů) obratlovců. V druhém případě není smysl tohoto procesu ve výživě samotných fagocytů, ale ve zničení bakterií, virů a jiného tělu škodlivého cizího materiálu. Funkce vakuol mohou být různé. Například prvoci žijící ve sladké vodě zažívají neustálý osmotický příliv vody, protože koncentrace solí uvnitř buňky je mnohem vyšší než venku. Jsou schopny vylučovat vodu do speciální vylučovací (kontraktilní) vakuoly, která periodicky vytlačuje její obsah ven. V rostlinných buňkách je často jedna velká centrální vakuola, která zabírá téměř celou buňku; cytoplazma tvoří jen velmi tenkou vrstvu mezi buněčnou stěnou a vakuolou. Jednou z funkcí takové vakuoly je akumulace vody, která umožňuje buňce rychle zvětšovat velikost. Tato schopnost je zvláště potřebná v době, kdy rostlinné pletivo rostou a tvoří vláknité struktury. V tkáních, v místech těsného spojení buněk, obsahují jejich membrány četné póry tvořené bílkovinami pronikajícími membránou – tzv. připojení. Póry sousedních buněk jsou umístěny proti sobě, takže látky s nízkou molekulovou hmotností se mohou pohybovat z buňky do buňky - tento chemický komunikační systém koordinuje jejich životně důležitou aktivitu. Jedním příkladem takové koordinace je více či méně synchronní dělení sousedních buněk pozorované v mnoha tkáních.

Cytoplazma

V cytoplazmě jsou vnitřní membrány podobné vnějším a tvořící organely různé typy. Tyto membrány lze považovat za záhyby vnější membrány; někdy tvoří vnitřní blány nedílný celek s vnější membránou, ale často je vnitřní záhyb sešněrován a kontakt s vnější membránou je přerušen. Avšak i když je kontakt zachován, vnitřní a vnější membrány nejsou vždy chemicky totožné. Liší se zejména složení membránových proteinů v různých buněčných organelách.

Struktura cytoplazmy

Kapalná složka cytoplazmy se také nazývá cytosol. Pod světelným mikroskopem se zdálo, že buňka je naplněna něčím jako tekutá plazma nebo sol, ve kterém „plavalo“ jádro a další organely. Ve skutečnosti není. Vnitřní prostor eukaryotické buňky je přísně uspořádaný. Pohyb organel je koordinován pomocí specializovaných transportních systémů, tzv. mikrotubulů, které slouží jako intracelulární „silnice“ a speciálních proteinů dyneinů a kinesinů, které plní roli „motorů“. Samostatné molekuly proteinů také volně nedifundují celým intracelulárním prostorem, ale jsou směrovány do potřebných kompartmentů pomocí speciálních signálů na jejich povrchu, které rozpoznávají buněčné transportní systémy.

Endoplazmatické retikulum

V eukaryotické buňce existuje systém membránových kompartmentů přecházejících do sebe (trubice a nádrže), který se nazývá endoplazmatické retikulum (nebo endoplazmatické retikulum, EPR nebo EPS). Ta část EPR, na jejíž membrány jsou připojeny ribozomy, se označuje jako granulární (nebo drsné) endoplazmatické retikulum a na jeho membránách dochází k syntéze proteinů. Tyto kompartmenty, na jejichž stěnách nejsou žádné ribozomy, se označují jako hladké (neboli agranulární) ER, které se účastní syntézy lipidů. Vnitřní prostory hladké a zrnité ER nejsou izolované, ale přecházejí do sebe a komunikují s lumen jaderného obalu.

Golgiho aparát

Golgiho aparát je hromada plochých membránových cisteren, poněkud rozšířených blíže k okrajům. V nádržích Golgiho aparátu dozrávají některé proteiny syntetizované na membránách granulárního ER a určené k sekreci nebo tvorbě lysozomů. Golgiho aparát je asymetrický - nádrže umístěné blíže k jádru buňky (cis-Golgi) obsahují nejméně zralých proteinů, k těmto nádržím jsou průběžně připojeny membránové váčky - váčky, pučící z endoplazmatického retikula. Zřejmě pomocí stejných vezikul probíhá další přesun dozrávajících proteinů z jedné nádrže do druhé. Nakonec se z opačného konce organely (trans-Golgiho) uvolní vezikuly obsahující plně zralé proteiny.

Jádro

Jádro je obklopeno dvojitou membránou. Velmi úzký (asi 40 nm) prostor mezi dvěma membránami se nazývá perinukleární. Membrány jádra přecházejí do membrán endoplazmatického retikula a do retikulárního se otevírá perinukleární prostor. Jaderná membrána má typicky velmi úzké póry. Zřejmě se přes ně přenášejí velké molekuly, jako je messenger RNA, která je syntetizována na DNA a poté vstupuje do cytoplazmy. Hlavní část genetického materiálu se nachází v chromozomech buněčného jádra. Chromozomy se skládají z dlouhých řetězců dvouvláknové DNA, na které jsou navázány bazické (tj. alkalické) proteiny. Někdy mají chromozomy několik identických řetězců DNA ležících vedle sebe - takové chromozomy se nazývají polytenní (multifilamentózní). Počet chromozomů v odlišné typy nestejnoměrně. Diploidní buňky lidského těla obsahují 46 chromozomů neboli 23 párů. V nedělící se buňce jsou chromozomy připojeny v jednom nebo více bodech k jaderné membráně. V normálním nespiralizovaném stavu jsou chromozomy tak tenké, že nejsou viditelné pod světelným mikroskopem. Na určitých lokusech (oblastech) jednoho nebo více chromozomů vzniká husté tělísko přítomné v jádrech většiny buněk – tzv. jadérko. V jadérku se syntetizuje a akumuluje RNA, která se používá ke stavbě ribozomů, stejně jako některé další typy RNA.

Lysozomy

Lysozomy jsou malé vezikuly obklopené jedinou membránou. Pučí z Golgiho aparátu a možná z endoplazmatického retikula. Lysozomy obsahují různé enzymy, které rozkládají velké molekuly, zejména proteiny. Tyto enzymy jsou svým destruktivním působením jakoby „uzamčeny“ v lysozomech a uvolňují se pouze podle potřeby. Takže během intracelulárního trávení se enzymy uvolňují z lysozomů do trávicích vakuol. Lysozomy jsou také nezbytné pro destrukci buněk; například při přeměně pulce v dospělou žábu uvolnění lysozomálních enzymů zajistí destrukci ocasních buněk. V tomto případě je to normální a pro tělo prospěšné, ale někdy je taková destrukce buněk patologická. Například při vdechování azbestového prachu se může dostat do buněk plic a pak prasknou lysozomy, buňky se zničí a rozvine se plicní onemocnění.

cytoskelet

Prvky cytoskeletu zahrnují proteinové fibrilární struktury umístěné v cytoplazmě buňky: mikrotubuly, aktin a intermediární filamenta. Mikrotubuly se podílejí na transportu organel, jsou součástí bičíků a mitotické vřeténo je vybudováno z mikrotubulů. Aktinová vlákna jsou nezbytná pro udržení tvaru buněk, pseudopodiálních reakcí. Zdá se, že úlohou mezilehlých filamentů je také udržovat strukturu buňky. Proteiny cytoskeletu tvoří několik desítek procent hmoty buněčného proteinu.

Centrioly

Centrioly jsou cylindrické proteinové struktury umístěné v blízkosti jádra živočišných buněk (rostliny centrioly nemají). Centriol je válec, jehož boční povrch je tvořen devíti sadami mikrotubulů. Počet mikrotubulů v sadě se může u různých organismů lišit od 1 do 3. Kolem centriol je tzv. centrum organizace cytoskeletu, oblast, ve které jsou seskupeny minusové konce mikrotubulů buňky. Před dělením obsahuje buňka dva centrioly umístěné navzájem v pravém úhlu. Během mitózy se rozcházejí na různé konce buňky a tvoří póly vřetena dělení. Po cytokinezi obdrží každá dceřiná buňka jeden centriol, který se pro další dělení zdvojnásobí. Ke zdvojení centriol nedochází dělením, ale syntézou nové struktury kolmé ke stávající. Zdá se, že centrioly jsou homologní s bazálními těly bičíků a řasinek.

Mitochondrie

Mitochondrie jsou speciální buněčné organely, jejichž hlavní funkcí je syntéza ATP, univerzálního nosiče energie. Dýchání (absorpce kyslíku a uvolňování oxidu uhličitého) také nastává v důsledku enzymatických systémů mitochondrií. Vnitřní lumen mitochondrií, nazývaný matrix, je od cytoplazmy oddělen dvěma membránami, vnější a vnitřní, mezi nimiž je mezimembránový prostor. Vnitřní membrána mitochondrií tvoří záhyby, tzv. cristae. Matrice obsahuje různé enzymy zapojené do dýchání a syntézy ATP. Vodíkový potenciál vnitřní mitochondriální membrány má zásadní význam pro syntézu ATP. Mitochondrie mají svůj vlastní DNA genom a prokaryotické ribozomy, což jistě ukazuje na symbiotický původ těchto organel. Ne všechny mitochondriální proteiny jsou kódovány v mitochondriální DNA, většina z mitochondriální proteinové geny jsou umístěny v jaderném genomu a jejich odpovídající produkty jsou syntetizovány v cytoplazmě a poté transportovány do mitochondrií. Mitochondriální genomy se liší velikostí: například lidský mitochondriální genom obsahuje pouze 13 genů. Největší počet mitochondriálních genů (97) ze studovaných organismů se nachází u prvoka Reclinomonas americana.

Chemické složení buňky

Obvykle 70-80% buněčné hmoty tvoří voda, ve které jsou rozpuštěny různé soli a nízkomolekulární organické sloučeniny. Nejcharakterističtějšími složkami buňky jsou proteiny a nukleové kyseliny. Některé proteiny jsou strukturálními složkami buňky, jiné jsou enzymy, tzn. katalyzátory, které určují rychlost a směr chemických reakcí probíhajících v buňkách. Nukleové kyseliny slouží jako nosiče dědičné informace, která se realizuje v procesu intracelulární syntézy proteinů. Buňky často obsahují určité množství rezervních látek, které slouží jako potravinová rezerva. Rostlinné buňky primárně uchovávají škrob, polymerní formu sacharidů. V buňkách jater a svalů je uložen další sacharidový polymer, glykogen. Mezi běžně skladované potraviny patří také tuk, i když některé tuky plní jinou funkci, totiž slouží jako nejdůležitější strukturální složky. Proteiny v buňkách (s výjimkou semenných buněk) se obvykle neukládají. Není možné popsat typické složení buňky, především proto, že existují velké rozdíly v množství skladované potravy a vody. Jaterní buňky obsahují např. 70 % vody, 17 % bílkovin, 5 % tuků, 2 % sacharidů a 0,1 % nukleových kyselin; zbývajících 6 % jsou soli a organické sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností, zejména aminokyseliny. Rostlinné buňky obvykle obsahují méně bílkovin, výrazně více sacharidů a poněkud více vody; výjimkou jsou buňky, které jsou ve stavu klidu. Klidová buňka pšeničného zrna, která je zdrojem živin pro embryo, obsahuje cca. 12 % bílkovin (hlavně zásobní bílkoviny), 2 % tuku a 72 % sacharidů. Množství vody dosáhne normální úroveň(70-80%) pouze na začátku klíčení zrna.

Metody studia buňky

světelný mikroskop.

Při studiu tvaru a struktury buněk byl prvním nástrojem světelný mikroskop. Jeho rozlišení je omezeno na rozměry srovnatelné s vlnovou délkou světla (0,4-0,7 mikronů pro viditelné světlo). Mnohé prvky buněčné struktury jsou však mnohem menší. Dalším problémem je, že většina buněčných složek je průhledná a jejich index lomu je téměř stejný jako index lomu vody. Pro zlepšení viditelnosti se často používají barviva, která mají různé afinity k různým buněčným složkám. Barvení se také používá ke studiu chemie buňky. Některá barviva se například vážou převážně na nukleové kyseliny a tím odhalují jejich lokalizaci v buňce. Malá část barviv – říká se jim intravitální – se dá použít k barvení živých buněk, ale většinou je třeba buňky předem fixovat (pomocí látek, které koagulují bílkovinu) a teprve potom je lze barvit. Před testováním se buňky nebo kousky tkáně obvykle zalijí do parafínu nebo plastu a poté se pomocí mikrotomu nařežou na velmi tenké řezy. Tato metoda je široce používána v klinických laboratořích k detekci nádorových buněk. Kromě konvenční světelné mikroskopie byly vyvinuty i další optické metody pro studium buněk: fluorescenční mikroskopie, mikroskopie s fázovým kontrastem, spektroskopie a rentgenová difrakční analýza.

Elektronový mikroskop.

Elektronový mikroskop má rozlišení cca. 1-2 nm. To je dostatečné pro studium velkých molekul bílkovin. Obvykle je nutné předmět obarvit a kontrastovat kovovými solemi nebo kovy. Z tohoto důvodu a také proto, že předměty jsou zkoumány ve vakuu, lze pomocí elektronového mikroskopu studovat pouze mrtvé buňky.

Pokud se do média přidá radioaktivní izotop absorbovaný buňkami během metabolismu, pak může být jeho intracelulární lokalizace detekována pomocí autoradiografie. Při této metodě se tenké části buněk umístí na film. Film tmavne pod těmi místy, kde jsou radioaktivní izotopy.

odstřeďování.

Pro biochemické studium buněčných složek musí být buňky zničeny – mechanicky, chemicky nebo ultrazvukem. Uvolněné složky jsou suspendovány v kapalině a lze je izolovat a čistit centrifugací (nejčastěji v hustotním gradientu). Typicky si takové purifikované složky zachovávají vysokou biochemickou aktivitu.

buněčné kultury.

Některé tkáně lze rozdělit na jednotlivé buňky tak, že buňky zůstanou živé a často se mohou reprodukovat. Tato skutečnost konečně potvrzuje myšlenku buňky jako jednotky života. Houba, primitivní mnohobuněčný organismus, může být rozdělena na buňky třením přes síto. Po chvíli se tyto buňky znovu spojí a vytvoří houbu. Zvířecí embryonální tkáně mohou být disociovány pomocí enzymů nebo jiných prostředků, které oslabují vazby mezi buňkami. Americký embryolog R. Harrison (1879-1959) jako první prokázal, že embryonální a dokonce i některé zralé buňky mohou ve vhodném prostředí růst a množit se mimo tělo. Tuto techniku ​​zvanou buněčná kultura zdokonalil francouzský biolog A. Carrel (1873-1959). Rostlinné buňky lze pěstovat i v kultuře, ale ve srovnání s živočišnými buňkami tvoří větší shluky a jsou k sobě pevněji připojeny, takže při růstu kultury vzniká spíše tkáň než jednotlivé buňky. V buněčné kultuře může být z jediné buňky vypěstována celá dospělá rostlina, jako je mrkev.

Mikrochirurgie.

Pomocí mikromanipulátoru lze jednotlivé části buňky odebírat, přidávat, nebo nějak upravovat. Velkou amébovou buňku lze rozdělit na tři hlavní složky – buněčnou membránu, cytoplazmu a jádro a následně lze tyto složky znovu poskládat a získat živou buňku. Tímto způsobem lze získat umělé buňky skládající se ze složek různých typů améb. Vzhledem k tomu, že některé buněčné složky je možné uměle syntetizovat, mohou být experimenty se sestavováním umělých buněk prvním krokem k vytvoření nových forem života v laboratoři. Vzhledem k tomu, že každý organismus se vyvíjí z jediné buňky, metoda získávání umělých buněk v zásadě umožňuje konstrukci organismů daného typu, pokud se současně používají složky, které se mírně liší od těch, které se nacházejí v aktuálně existujících buňkách. Ve skutečnosti však není nutná úplná syntéza všech buněčných složek. Struktura většiny, ne-li všech, součástí buňky je určena nukleovými kyselinami. Problém tvorby nových organismů se tak redukuje na syntézu nových typů nukleových kyselin a jejich nahrazení přirozenými nukleovými kyselinami v určitých buňkách.

buněčná fúze.

Jiný typ umělých buněk lze získat fúzí buněk stejného nebo různých typů. K dosažení fúze jsou buňky vystaveny virovým enzymům; v tomto případě se vnější povrchy dvou buněk slepí a membrána mezi nimi se zhroutí a vznikne buňka, ve které jsou dvě sady chromozomů uzavřeny v jednom jádře. Buňky lze odvodnit odlišné typy nebo při různé fáze divize. Pomocí této metody bylo možné získat hybridní buňky myši a kuřete, člověka a myši, člověka a ropuchy. Takové buňky jsou hybridní pouze zpočátku a po četných buněčných děleních ztrácejí většinu chromozomů jednoho nebo druhého typu. Konečným produktem se stává například v podstatě myší buňka, kde lidské geny chybí nebo jsou přítomny pouze v malém množství. Zvláště zajímavá je fúze normálních a maligních buněk. V některých případech se kříženci stanou maligními, v jiných ne; obě vlastnosti se mohou jevit jako dominantní i jako recesivní. Tento výsledek není neočekávaný, protože malignita může být způsobena různými faktory a má složitý mechanismus.

Sami jste přišli na to, k jakému typu postavy patříte a jak jsou uspořádány lidské svaly. Je čas "podívat se do svalu"...

Pro začátek si pamatujte (kdo zapomněl) nebo pochopte (kdo nevěděl), že v našem těle existují tři typy svalová tkáň: srdeční, hladké (svaly vnitřní orgány) stejně jako kosterní.

Jsou to kosterní svaly, které budeme uvažovat v rámci materiálu tohoto webu, protože. kosterní svaly a tvoří obraz sportovce.

Svalová tkáň je buněčná struktura a je to buňka jako jednotka svalové vlákno, nyní musíme zvážit.

Nejprve musíte pochopit strukturu jakékoli lidské buňky:

Jak je vidět z obrázku, každá lidská buňka má velmi složitou strukturu. Níže uvedu obecné definice, které najdete na stránkách tohoto webu. Pro povrchové vyšetření svalové tkáně na buněčné úrovni budou stačit:

Jádro- "srdce" buňky, které obsahuje všechny dědičné informace ve formě molekul DNA. Molekula DNA je polymer ve formě dvojité šroubovice. Šroubovice jsou zase souborem nukleotidů (monomerů) čtyř typů. Všechny proteiny v našem těle jsou kódovány sekvencí těchto nukleotidů.

Cytoplazma (sarkoplazma)- ve svalové buňce) - dalo by se říci prostředí, ve kterém se jádro nachází. Cytoplazma je buněčná tekutina (cytosol) obsahující lysozomy, mitochondrie, ribozomy a další organely.

Mitochondrie- organely, které zajišťují energetické procesy buňky, jako je oxidace mastných kyselin a sacharidů. Při oxidaci se uvolňuje energie. Tato energie je zaměřena na sjednocení adenesindifosfát (ADP) A třetí fosfátová skupina, což má za následek vznik Adenesintrifosfát (ATP)- intracelulární zdroj energie, který podporuje všechny procesy probíhající v buňce (více). Během reverzní reakce se opět tvoří ADP a uvolňuje se energie.

Enzymy- specifické látky bílkovinné povahy, které slouží jako katalyzátory (urychlovače) chemických reakcí, čímž výrazně zvyšují rychlost chemických procesů v našem těle.

Lysozomy- druh schránek kulatého tvaru obsahující enzymy (asi 50). Funkcí lysozomů je rozklad intracelulárních struktur pomocí enzymů a všeho, co buňka zvenčí absorbuje.

Ribozomy- nejdůležitější buněčné složky, které slouží k vytvoření molekuly bílkoviny z aminokyselin. Tvorba bílkovin je dána genetickou informací buňky.

Buněčná stěna (membrána)- zajišťuje celistvost buňky a je schopen regulovat intracelulární rovnováhu. Membrána je schopna řídit výměnu s okolím, tzn. jednou z jeho funkcí je blokovat některé látky a transportovat jiné. Stav intracelulárního prostředí tedy zůstává konstantní.

Svalová buňka, stejně jako každá buňka v našem těle, má také všechny výše popsané složky, je však nesmírně důležité, abyste pochopili obecnou strukturu konkrétního svalového vlákna, která je popsána v článku.

Materiály tohoto článku jsou chráněny autorským zákonem. Kopírování bez uvedení odkazu na zdroj a upozornění autora je ZAKÁZÁNO!

Lidské tělo, stejně jako tělo všech mnohobuněčných organismů, se skládá z buněk. V lidském těle je mnoho miliard buněk – to je jeho hlavní strukturální a funkční prvek.

Kosti, svaly, kůže – to vše je postaveno z buněk. Buňky aktivně reagují na podráždění, podílejí se na metabolismu, rostou, množí se, mají schopnost regenerace a přenosu dědičné informace.

Buňky našeho těla jsou velmi rozmanité. Mohou být ploché, kulaté, vřetenovité, mít procesy. Tvar závisí na poloze buněk v těle a vykonávaných funkcích. Velikosti buněk jsou také různé: od několika mikrometrů (malé leukocyty) po 200 mikrometrů (vajíčko). Zároveň i přes tuto rozmanitost má většina buněk jediný strukturní plán: skládají se z jádra a cytoplazmy, které jsou zevně pokryty buněčnou membránou (skořápkou).

V každé buňce kromě červených krvinek je jádro. Nese dědičnou informaci a reguluje tvorbu bílkovin. Dědičná informace o všech znacích organismu je uložena v molekulách deoxyribonukleové kyseliny (DNA).

DNA je hlavní složkou chromozomů. U lidí je 46 chromozomů v každé nepohlavní (somatické) buňce a 23 chromozomů v zárodečné buňce. Chromozomy jsou jasně viditelné pouze během buněčného dělení. Když se buňka dělí, dědičná informace je předána dceřiným buňkám ve stejném množství.

Vně je jádro obklopeno jadernou membránou a uvnitř se nachází jedno nebo více jadérek, ve kterých se tvoří ribozomy – organely zajišťující sestavení buněčných proteinů.

Jádro je ponořeno do cytoplazmy, skládající se z hyaloplazmy (z řeckého "hyalinos" - průhledný) a organel a inkluzí v ní. Hyaloplazma tvoří vnitřní prostředí buňky, spojuje všechny části buňky mezi sebou, zajišťuje jejich interakci.

Buněčné organely jsou trvalé buněčné struktury které plní určité funkce. Pojďme se s některými z nich seznámit.

Endoplazmatické retikulum připomíná složitý labyrint tvořený mnoha drobnými tubuly, váčky, váčky (cisterna). V některých oblastech se na jeho membránách nacházejí ribozomy, taková síť se nazývá granulární (granulární). Endoplazmatické retikulum se podílí na transportu látek v buňce. V granulárním endoplazmatickém retikulu se tvoří bílkoviny a v hladkém (bez ribozomů) živočišný škrob (glykogen) a tuky.

Golgiho komplex je systém plochých vaků (cisterny) a četných váčků. Podílí se na akumulaci a transportu látek, které se vytvořily v jiných organelách. Zde se také syntetizují komplexní sacharidy.

Mitochondrie jsou organely, jejichž hlavní funkcí je oxidace organických sloučenin, doprovázená uvolňováním energie. Tato energie jde do syntézy molekul kyseliny adenosintrifosforečné (ATP), která slouží jako jakási univerzální buněčná baterie. Energii obsaženou v LTP pak buňky využívají pro různé procesy své životní činnosti: tvorbu tepla, přenos nervových vzruchů, svalové kontrakce a mnoho dalšího.

Lysozomy, drobné kulovité útvary, obsahují látky, které ničí nepotřebné, ztracené nebo poškozené části buňky a podílejí se i na intracelulárním trávení.

Vně je buňka pokryta tenkou (asi 0,002 µm) buněčnou membránou, která odděluje obsah buňky od okolí. Hlavní funkcí membrány je ochranná, ale také vnímá vlivy vnějšího prostředí pro buňku. Membrána není souvislá, je polopropustná, některé látky jí volně procházejí, tzn. dopravní funkce. Prostřednictvím membrány se také provádí komunikace se sousedními buňkami.

Vidíte, že funkce organel jsou složité a rozmanité. Pro buňku hrají stejnou roli jako orgány pro celý organismus.

Životnost buněk v našem těle je různá. Takže některé kožní buňky žijí 7 dní, červené krvinky - až 4 měsíce, ale kostní buňky - 10 až 30 let.

Buňka je stavební a funkční jednotka lidského těla, organely jsou trvalé buněčné struktury, které plní určité funkce.

Buněčná struktura

Věděli jste, že taková mikroskopická buňka obsahuje několik tisíc látek, které se navíc účastní různých chemických procesů.

Vezmeme-li všech 109 prvků, které jsou v Mendělejevově periodickém systému, pak se většina z nich nachází v buňkách.

Životně důležité vlastnosti buněk:

Metabolismus - Podrážděnost - Pohyb