Stručný popis živočíšnej bunky. Štruktúra a funkcia živočíšnej bunky. Významné rozdiely medzi rastlinnými a živočíšnymi bunkami

Na úsvite vývoja života na Zemi boli všetky bunkové formy zastúpené baktériami. Cez povrch tela nasávali organickú hmotu rozpustenú v prvotnom oceáne.

Postupom času sa niektoré baktérie prispôsobili na produkciu organických látok z anorganických. Využili na to energiu slnečného žiarenia. Vznikol prvý ekologický systém, v ktorom boli tieto organizmy producentmi. V dôsledku toho sa v zemskej atmosfére objavil kyslík uvoľňovaný týmito organizmami. S ním môžete získať oveľa viac energie z toho istého jedla a použiť dodatočnú energiu na skomplikovanie štruktúry tela: rozdelenie tela na časti.

Jedným z dôležitých úspechov života je oddelenie jadra a cytoplazmy. Jadro obsahuje dedičnú informáciu. Špeciálna membrána okolo jadra umožnila ochranu pred náhodným poškodením. V prípade potreby cytoplazma dostáva príkazy z jadra, ktoré riadia životnú aktivitu a vývoj bunky.

Organizmy, v ktorých je jadro oddelené od cytoplazmy, tvorili superkráľovstvo jadra (patria sem rastliny, huby, živočíchy).

Bunka - základ organizácie rastlín a živočíchov - teda vznikla a vyvinula sa v priebehu biologickej evolúcie.

Aj voľným okom a ešte lepšie pod lupou môžete vidieť, že dužina zrelého melónu pozostáva z veľmi malých zrniek, čiže zrniek. Sú to bunky – najmenšie „tehly“, ktoré tvoria telá všetkých živých organizmov vrátane rastlín.

Život rastliny sa uskutočňuje kombinovanou činnosťou jej buniek a vytvára jeden celok. Pri mnohobunkovosti rastlinných častí dochádza k fyziologickej diferenciácii ich funkcií, špecializácii rôznych buniek v závislosti od ich umiestnenia v rastlinnom tele.

Rastlinná bunka sa líši od živočíšnej v tom, že má hustú škrupinu, ktorá pokrýva vnútorný obsah zo všetkých strán. Bunka nie je plochá (ako sa zvyčajne zobrazuje), s najväčšou pravdepodobnosťou vyzerá ako veľmi malá liekovka naplnená slizkým obsahom.

Štruktúra a funkcie rastlinnej bunky

Zvážte bunku ako štrukturálnu a funkčnú jednotku organizmu. Vonku je bunka pokrytá hustou bunkovou stenou, v ktorej sú tenšie úseky – póry. Pod ním je veľmi tenký film - membrána, ktorá pokrýva obsah bunky - cytoplazmu. V cytoplazme sú dutiny - vakuoly vyplnené bunkovou šťavou. V strede bunky alebo v blízkosti bunkovej steny je husté teleso - jadro s jadierkom. Jadro je oddelené od cytoplazmy jadrovým obalom. Malé telieska, plastidy, sú rozmiestnené po celej cytoplazme.

Štruktúra rastlinnej bunky

Štruktúra a funkcie organel rastlinných buniek

Organoid	Obrázok	Popis	Funkcia	Zvláštnosti
Bunková stena alebo plazmatická membrána		Bezfarebný, transparentný a veľmi odolný	Prechádza do bunky a uvoľňuje látky z bunky.	Bunková membrána je polopriepustná
Cytoplazma		Hustá viskózna látka	Obsahuje všetky ostatné časti bunky.	Je v neustálom pohybe
Jadro (dôležitá časť bunky)		okrúhle alebo oválne	Zabezpečuje prenos dedičných vlastností na dcérske bunky pri delení	Centrálna časť bunky
		Sférický alebo nepravidelný tvar	Podieľa sa na syntéze bielkovín
		Zásobník oddelený od cytoplazmy membránou. Obsahuje bunkovú šťavu	Hromadia sa náhradné živiny a odpadové látky, ktoré sú pre bunku nepotrebné.	Ako bunka rastie, malé vakuoly sa spájajú do jednej veľkej (centrálnej) vakuoly
plastidy		Chloroplasty	Využite svetelnú energiu slnka a vytvorte organické z anorganického	Tvar diskov oddelených od cytoplazmy dvojitou membránou
		Chromoplasty	Vzniká ako výsledok akumulácie karotenoidov	Žltá, oranžová alebo hnedá
		Leukoplasty	Bezfarebné plastidy
jadrový obal		Skladá sa z dvoch membrán (vonkajšia a vnútorná) s pórmi	Oddeľuje jadro od cytoplazmy	Umožňuje výmenu medzi jadrom a cytoplazmou

Živá časť bunky je membránou obmedzený, usporiadaný, štruktúrovaný systém biopolymérov a vnútorných membránových štruktúr zapojených do súhrnu metabolických a energetických procesov, ktoré udržiavajú a reprodukujú celý systém ako celok.

Dôležitou vlastnosťou je, že v bunke nie sú žiadne otvorené membrány s voľnými koncami. Bunkové membrány vždy obmedzujú dutiny alebo oblasti a uzatvárajú ich zo všetkých strán.

Moderný zovšeobecnený diagram rastlinnej bunky

plazmalema(vonkajšia bunková membrána) - ultramikroskopický film s hrúbkou 7,5 nm. Pozostáva z bielkovín, fosfolipidov a vody. Ide o veľmi elastický film, ktorý je dobre zmáčaný vodou a po poškodení rýchlo obnovuje celistvosť. Má univerzálnu štruktúru, t.j. typickú pre všetky biologické membrány. Rastlinné bunky mimo bunkovej membrány majú pevnú bunkovú stenu, ktorá vytvára vonkajšiu oporu a udržuje tvar bunky. Skladá sa z vlákniny (celulózy), vo vode nerozpustného polysacharidu.

Plazmodesmata rastlinnej bunky, sú submikroskopické tubuly prenikajúce membránami a vystlané plazmatickou membránou, ktorá tak bez prerušenia prechádza z jednej bunky do druhej. S ich pomocou dochádza k medzibunkovej cirkulácii roztokov obsahujúcich organické živiny. Prenášajú aj biopotenciály a ďalšie informácie.

Poromy nazývané otvory v sekundárnej membráne, kde sú bunky oddelené len primárnou membránou a strednou doskou. Oblasti primárnej membrány a strednej dosky, ktoré oddeľujú priľahlé póry susedných buniek, sa nazývajú membrána pórov alebo uzatvárací film pórov. Uzatvárací film póru je prepichnutý plazmodesmenálnymi tubulmi, ale v póroch sa zvyčajne nevytvorí priechodný otvor. Póry uľahčujú transport vody a rozpustených látok z bunky do bunky. V stenách susedných buniek sa spravidla vytvárajú póry.

Bunková stena má dobre definovanú, relatívne hrubú škrupinu polysacharidovej povahy. Rastlinná bunková stena je produktom cytoplazmy. Na jeho tvorbe sa aktívne podieľa Golgiho aparát a endoplazmatické retikulum.

Štruktúra bunkovej membrány

Základom cytoplazmy je jej matrica alebo hyaloplazma, komplexný bezfarebný, opticky priehľadný koloidný systém schopný reverzibilných prechodov zo sólu na gél. Najdôležitejšou úlohou hyaloplazmy je zjednotiť všetky bunkové štruktúry do jedného systému a zabezpečiť medzi nimi interakciu v procesoch bunkového metabolizmu.

Hyaloplazma(alebo matrica cytoplazmy) tvorí vnútorné prostredie bunky. Pozostáva z vody a rôznych biopolymérov (proteíny, nukleové kyseliny, polysacharidy, lipidy), z ktorých hlavnú časť tvoria proteíny rôznych chemických a funkčných špecifík. Hyaloplazma obsahuje aj aminokyseliny, monocukry, nukleotidy a iné látky s nízkou molekulovou hmotnosťou.

Biopolyméry tvoria s vodou koloidné médium, ktoré môže byť podľa podmienok husté (vo forme gélu) alebo tekutejšie (vo forme sólu), a to ako v celej cytoplazme, tak aj v jej jednotlivých úsekoch. V hyaloplazme sú lokalizované rôzne organely a inklúzie a interagujú medzi sebou a s prostredím hyaloplazmy. Navyše, ich umiestnenie je najčastejšie špecifické pre určité typy buniek. Prostredníctvom bilipidovej membrány interaguje hyaloplazma s extracelulárnym prostredím. V dôsledku toho je hyaloplazma dynamickým prostredím a hrá dôležitú úlohu vo fungovaní jednotlivých organel a vitálnej činnosti buniek ako celku.

Cytoplazmatické útvary – organely

Organely (organely) sú štrukturálne zložky cytoplazmy. Majú určitý tvar a veľkosť, sú povinnými cytoplazmatickými štruktúrami bunky. Pri ich absencii alebo poškodení bunka zvyčajne stráca schopnosť ďalšej existencie. Mnohé z organel sú schopné delenia a sebareprodukcie. Sú také malé, že ich možno vidieť iba elektrónovým mikroskopom.

Nucleus

Jadro je najviditeľnejšia a zvyčajne najväčšia organela bunky. Prvýkrát ho podrobne študoval Robert Brown v roku 1831. Jadro zabezpečuje najdôležitejšie metabolické a genetické funkcie bunky. Má dosť variabilný tvar: môže byť guľovitý, oválny, laločnatý, šošovkovitý.

Jadro hrá významnú úlohu v živote bunky. Bunka, z ktorej bolo odstránené jadro, už nevylučuje obal, prestáva rásť a syntetizovať látky. Zintenzívňujú sa v ňom produkty rozkladu a deštrukcie, v dôsledku čoho rýchlo odumiera. K tvorbe nového jadra z cytoplazmy nedochádza. Nové jadrá vznikajú až štiepením alebo drvením starého.

Vnútorným obsahom jadra je karyolymfa (jadrová šťava), ktorá vypĺňa priestor medzi štruktúrami jadra. Obsahuje jedno alebo viac jadierok, ako aj značný počet molekúl DNA spojených so špecifickými proteínmi – histónmi.

Štruktúra jadra

jadierko

Jadierko, podobne ako cytoplazma, obsahuje hlavne RNA a špecifické proteíny. Jeho najdôležitejšou funkciou je, že v ňom prebieha tvorba ribozómov, ktoré v bunke uskutočňujú syntézu bielkovín.

Golgiho aparát

Golgiho aparát je organoid, ktorý má univerzálnu distribúciu vo všetkých typoch eukaryotických buniek. Ide o viacvrstvový systém plochých membránových vakov, ktoré sa po obvode zahusťujú a tvoria vezikulárne výbežky. Najčastejšie sa nachádza v blízkosti jadra.

Golgiho aparát

Golgiho aparát nevyhnutne zahŕňa systém malých vezikúl (vezikúl), ktoré sú vypletené zo zhrubnutých cisterien (diskov) a sú umiestnené pozdĺž obvodu tejto štruktúry. Tieto vezikuly hrajú úlohu intracelulárneho transportného systému špecifických sektorových granúl a môžu slúžiť ako zdroj bunkových lyzozómov.

Funkcie Golgiho aparátu spočívajú aj v akumulácii, separácii a uvoľňovaní produktov intracelulárnej syntézy, produktov rozpadu a toxických látok mimo bunky pomocou bublín. Produkty syntetickej aktivity bunky, ako aj rôzne látky, ktoré vstupujú do bunky z prostredia cez kanály endoplazmatického retikula, sú transportované do Golgiho aparátu, akumulujú sa v tomto organoide a potom vstupujú do cytoplazmy vo forme kvapôčok alebo zŕn a sú buď využívané samotnou bunkou, alebo sú vylučované. V rastlinných bunkách Golgiho aparát obsahuje enzýmy na syntézu polysacharidov a samotný polysacharidový materiál, ktorý sa používa na stavbu bunkovej steny. Predpokladá sa, že sa podieľa na tvorbe vakuol. Golgiho aparát bol pomenovaný podľa talianskeho vedca Camilla Golgiho, ktorý ho prvýkrát objavil v roku 1897.

lyzozómy

Lyzozómy sú malé vezikuly obmedzené membránou, ktorých hlavnou funkciou je vykonávanie intracelulárneho trávenia. K využitiu lyzozomálneho aparátu dochádza pri klíčení semena rastliny (hydrolýza zásobných živín).

Štruktúra lyzozómu

mikrotubuly

Mikrotubuly sú membránové, supramolekulárne štruktúry pozostávajúce z proteínových guľôčok usporiadaných v špirálových alebo priamych radoch. Mikrotubuly plnia prevažne mechanickú (motorickú) funkciu, zabezpečujú pohyblivosť a kontraktilitu bunkových organel. Umiestnené v cytoplazme dávajú bunke určitý tvar a zabezpečujú stabilitu priestorového usporiadania organel. Mikrotubuly uľahčujú pohyb organel na miesta, ktoré sú určené fyziologickými potrebami bunky. Značný počet týchto štruktúr sa nachádza v plazmaléme, v blízkosti bunkovej membrány, kde sa podieľajú na tvorbe a orientácii celulózových mikrofibríl membrán rastlinných buniek.

Štruktúra mikrotubulov

Vákuola

Vakuola je najdôležitejšou zložkou rastlinných buniek. Je to akási dutina (zásobník) v hmote cytoplazmy, naplnená vodným roztokom minerálnych solí, aminokyselín, organických kyselín, pigmentov, sacharidov a oddelená od cytoplazmy vakuolárnou membránou – tonoplastom.

Cytoplazma vypĺňa celú vnútornú dutinu len v najmladších rastlinných bunkách. S rastom bunky sa výrazne mení priestorové usporiadanie pôvodne súvislej hmoty cytoplazmy: objavujú sa v nej malé vakuoly vyplnené bunkovou šťavou a celá hmota sa stáva špongiovitou. Pri ďalšom raste buniek sa jednotlivé vakuoly spájajú, čím sa vytláčajú cytoplazmatické vrstvy na perifériu, v dôsledku čoho je vo vytvorenej bunke zvyčajne jedna veľká vakuola a cytoplazma so všetkými organelami sa nachádza v blízkosti membrány.

Vo vode rozpustné organické a minerálne zlúčeniny vakuol určujú zodpovedajúce osmotické vlastnosti živých buniek. Tento roztok určitej koncentrácie je akousi osmotickou pumpou na riadený prienik do bunky a uvoľňovanie vody, iónov a molekúl metabolitov z nej.

V kombinácii s vrstvou cytoplazmy a jej membránami, ktoré sa vyznačujú semipermeabilnými vlastnosťami, tvorí vakuola účinný osmotický systém. Osmoticky určené sú také ukazovatele živých rastlinných buniek ako osmotický potenciál, sacia sila a turgorový tlak.

Štruktúra vakuoly

plastidy

Plastidy sú najväčšie (po jadre) cytoplazmatické organely, ktoré sú vlastné iba rastlinným bunkám. Nenachádzajú sa len v hubách. Plastidy hrajú dôležitú úlohu v metabolizme. Od cytoplazmy sú oddelené dvojitou membránou a niektoré ich typy majú dobre vyvinutý a usporiadaný systém vnútorných membrán. Všetky plastidy sú rovnakého pôvodu.

Chloroplasty- najbežnejšie a funkčne najdôležitejšie plastidy fotoautotrofných organizmov, ktoré vykonávajú fotosyntetické procesy, ktoré v konečnom dôsledku vedú k tvorbe organických látok a uvoľňovaniu voľného kyslíka. Chloroplasty vyšších rastlín majú zložitú vnútornú štruktúru.

Štruktúra chloroplastu

Veľkosti chloroplastov v rôznych rastlinách nie sú rovnaké, ale ich priemer je v priemere 4-6 mikrónov. Chloroplasty sú schopné pohybu pod vplyvom pohybu cytoplazmy. Okrem toho sa pod vplyvom osvetlenia pozoruje aktívny pohyb chloroplastov améboidného typu k svetelnému zdroju.

Hlavnou zložkou chloroplastov je chlorofyl. Vďaka chlorofylu sú zelené rastliny schopné využívať svetelnú energiu.

Leukoplasty(bezfarebné plastidy) sú zreteľne označené telieska cytoplazmy. Ich veľkosť je o niečo menšia ako veľkosť chloroplastov. Jednotnejšie a ich tvar sa približuje guľovitému.

Štruktúra leukoplastu

Nachádzajú sa v bunkách epidermy, hľúz, odnoží. Pri osvetlení sa veľmi rýchlo menia na chloroplasty so zodpovedajúcou zmenou vnútornej štruktúry. Leukoplasty obsahujú enzýmy, pomocou ktorých sa z nadbytočnej glukózy vznikajúcej pri fotosyntéze syntetizuje škrob, ktorého podstatná časť sa ukladá v zásobných tkanivách alebo orgánoch (hľuzy, pakorene, semená) vo forme škrobových zŕn. V niektorých rastlinách sa tuky ukladajú do leukoplastov. Rezervná funkcia leukoplastov sa občas prejavuje tvorbou zásobných proteínov vo forme kryštálov alebo amorfných inklúzií.

Chromoplasty vo väčšine prípadov sú to deriváty chloroplastov, príležitostne - leukoplasty.

Štruktúra chromoplastu

Dozrievanie šípok, paprík, paradajok je sprevádzané premenou chlór- alebo leukoplastov buniek miazgy na karotenoidy. Posledne menované obsahujú prevažne žlté plastidové pigmenty - karotenoidy, ktoré sa v nich po dozretí intenzívne syntetizujú a vytvárajú farebné lipidové kvapky, pevné guľôčky alebo kryštály. To ničí chlorofyl.

Mitochondrie

Mitochondrie sú organely nachádzajúce sa vo väčšine rastlinných buniek. Majú premenlivý tvar tyčiniek, zŕn, nití. Objavil ich v roku 1894 R. Altman pomocou svetelného mikroskopu a vnútorná štruktúra bola neskôr študovaná pomocou elektronického.

Štruktúra mitochondrií

Mitochondrie majú dvojmembránovú štruktúru. Vonkajšia membrána je hladká, vnútorná tvorí výrastky rôznych tvarov - tubuly v rastlinných bunkách. Priestor vo vnútri mitochondrií je vyplnený polotekutým obsahom (matrix), ktorý zahŕňa enzýmy, proteíny, lipidy, vápenaté a horečnaté soli, vitamíny, ako aj RNA, DNA a ribozómy. Komplex mitochondriálnych enzýmov urýchľuje prácu zložitého a vzájomne prepojeného mechanizmu biochemických reakcií, v dôsledku ktorých sa tvorí ATP. V týchto organelách sú bunky zásobované energiou – energia chemických väzieb živín sa v procese bunkového dýchania premieňa na vysokoenergetické väzby ATP. Práve v mitochondriách dochádza k enzymatickému štiepeniu sacharidov, mastných kyselín, aminokyselín s uvoľňovaním energie a jej následnou premenou na energiu ATP. Nahromadená energia sa vynakladá na rastové procesy, na nové syntézy atď. Mitochondrie sa delením množia a žijú asi 10 dní, potom sú zničené.

Endoplazmatické retikulum

Endoplazmatické retikulum - sieť kanálov, tubulov, vezikúl, cisterien umiestnených vo vnútri cytoplazmy. V roku 1945 ho otvoril anglický vedec K. Porter a je to systém membrán s ultramikroskopickou štruktúrou.

Štruktúra endoplazmatického retikula

Celá sieť je integrovaná do jedného celku s vonkajšou bunkovou membránou jadrového obalu. Rozlišujte ER hladké a drsné, nesúce ribozómy. Na membránach hladkého EPS sú enzýmové systémy zapojené do metabolizmu tukov a sacharidov. Tento typ membrány prevláda v semenných bunkách bohatých na rezervné látky (bielkoviny, sacharidy, oleje), ribozómy sú pripojené k membráne granulárneho ER a pri syntéze proteínovej molekuly je polypeptidový reťazec s ribozómami ponorený do ER. kanál. Funkcie endoplazmatického retikula sú veľmi rôznorodé: transport látok vo vnútri bunky aj medzi susednými bunkami; rozdelenie bunky na samostatné úseky, v ktorých súčasne prebiehajú rôzne fyziologické procesy a chemické reakcie.

Ribozómy

Ribozómy sú nemembránové bunkové organely. Každý ribozóm pozostáva z dvoch častíc nerovnakej veľkosti a možno ho rozdeliť na dva fragmenty, ktoré si po spojení do celého ribozómu naďalej zachovávajú schopnosť syntetizovať proteín.

Štruktúra ribozómu

Ribozómy sa syntetizujú v jadre, potom ho opúšťajú a prechádzajú do cytoplazmy, kde sú pripojené k vonkajšiemu povrchu membrán endoplazmatického retikula alebo sú voľne umiestnené. V závislosti od typu syntetizovaného proteínu môžu ribozómy fungovať samostatne alebo sa môžu spájať do komplexov – polyribozómov.

Bunka - najmenšia štruktúra celého rastlinného a živočíšneho sveta - je najzáhadnejším fenoménom prírody. Aj na svojej vlastnej úrovni je bunka mimoriadne zložitá a obsahuje mnoho štruktúr, ktoré vykonávajú špecifické funkcie. V tele sa kombináciou určitých buniek tvoria tkanivá, tkanivá - orgány a tie - orgánové systémy. Štruktúra zvieraťa je v mnohých ohľadoch podobná, ale zároveň má zásadné rozdiely. Napríklad chemické zloženie buniek je podobné, princípy štruktúry a životnej aktivity sú podobné, ale v rastlinných bunkách (okrem rias) nie sú centrioly a škrob slúži ako základ pre zásobu živín.

Živočích je založený na troch hlavných zložkách – jadre, cytoplazme a bunkovej stene. Spolu s jadrom tvorí cytoplazma protoplazmu. Bunková stena je biologická membrána (prepážka), ktorá oddeľuje bunku od vonkajšieho prostredia, slúži ako obal pre bunkové organely a jadro a tvorí cytoplazmatické kompartmenty. Ak umiestnite prípravok pod mikroskop, štruktúra živočíšnej bunky bude ľahko viditeľná. Bunková stena obsahuje tri vrstvy. Vonkajšia a vnútorná vrstva sú proteínové a stredná vrstva je lipidová. V tomto prípade je lipidová vrstva rozdelená na ďalšie dve vrstvy - vrstvu hydrofóbnych molekúl a vrstvu hydrofilných molekúl, ktoré sú usporiadané v určitom poradí. Na povrchu bunkovej membrány je špeciálna štruktúra - glykokalyx, ktorá poskytuje selektívnu schopnosť membrány. Škrupina prechádza potrebnými látkami a oneskoruje tie, ktoré sú škodlivé. Štruktúra živočíšnej bunky je zameraná na poskytovanie ochrannej funkcie už na tejto úrovni. K prieniku látok cez membránu dochádza za priamej účasti cytoplazmatickej membrány. Povrch tejto membrány je dosť významný v dôsledku ohybov, výrastkov, záhybov a klkov. Cytoplazmatická membrána prechádza cez najmenšie aj väčšie častice.

Štruktúra živočíšnej bunky je charakterizovaná prítomnosťou cytoplazmy, väčšinou pozostávajúcej z vody. Cytoplazma je schránkou pre organely a inklúzie. Okrem toho cytoplazma obsahuje aj cytoskelet – proteínové filamenty, ktoré sa podieľajú na procese ohraničujú vnútrobunkový priestor a udržiavajú bunkový tvar, schopnosť kontrahovať. Dôležitou zložkou cytoplazmy je hyaloplazma, ktorá určuje viskozitu a elasticitu bunkovej štruktúry. V závislosti od vonkajších a vnútorných faktorov môže hyaloplazma zmeniť svoju viskozitu - stať sa tekutou alebo gélovou.

Pri štúdiu štruktúry živočíšnej bunky nemožno len venovať pozornosť bunkovému aparátu - organelám, ktoré sú v bunke. Všetky organely majú svoju špecifickú štruktúru, ktorá je určená vykonávanými funkciami. Jadro je centrálna bunková jednotka, ktorá obsahuje dedičnú informáciu a podieľa sa na metabolizme v samotnej bunke. Bunkové organely zahŕňajú endoplazmatické retikulum, bunkové centrum, mitochondrie, ribozómy, Golgiho komplex, plastidy, lyzozómy a vakuoly. V každej bunke sú podobné organely, ale v závislosti od funkcie sa štruktúra živočíšnej bunky môže líšiť v prítomnosti špecifických štruktúr.

Organoidy:

Mitochondrie oxidujú a uchovávajú chemickú energiu;

Vďaka prítomnosti špeciálnych enzýmov syntetizuje tuky a sacharidy, jeho kanály prispievajú k transportu látok vo vnútri bunky;

Ribozómy syntetizujú proteín;

Golgiho komplex koncentruje proteín, zhutňuje syntetizované tuky, polysacharidy, tvorí lyzozómy a pripravuje látky na ich odstránenie z bunky alebo priame použitie v nej;

Lyzozómy rozkladajú sacharidy, bielkoviny, nukleové kyseliny a tuky, čím v podstate trávia živiny vstupujúce do bunky;

Bunkové centrum sa podieľa na procese delenia buniek;

Vakuoly vďaka obsahu bunkovej šťavy udržujú bunkový turgor (vnútorný tlak).

Štruktúra živej bunky je mimoriadne zložitá – na bunkovej úrovni prebiehajú mnohé biochemické procesy, ktoré spoločne zabezpečujú životne dôležitú činnosť organizmu.

Bunky, ktoré tvoria tkanivá rastlín a živočíchov, sa značne líšia tvarom, veľkosťou a vnútornou štruktúrou. Všetky však vykazujú podobnosti v hlavných črtách procesov vitálnej činnosti, metabolizmu, podráždenosti, rastu, vývoja a schopnosti meniť sa.

Biologické transformácie prebiehajúce v bunke sú neoddeliteľne spojené s tými štruktúrami živej bunky, ktoré sú zodpovedné za vykonávanie jednej alebo inej funkcie. Takéto štruktúry sa nazývajú organely.

Bunky všetkých typov obsahujú tri hlavné, neoddeliteľne spojené komponenty:

1. štruktúry, ktoré tvoria jej povrch: vonkajšia membrána bunky alebo bunková membrána alebo cytoplazmatická membrána;
2. cytoplazma s celým komplexom špecializovaných štruktúr – organely (endoplazmatické retikulum, ribozómy, mitochondrie a plastidy, Golgiho komplex a lyzozómy, bunkové centrum), ktoré sú neustále prítomné v bunke, a dočasné útvary nazývané inklúzie;
3. jadro - oddelené od cytoplazmy poréznou membránou a obsahuje jadrovú šťavu, chromatín a jadierko.

Bunková štruktúra

Povrchový aparát bunky (cytoplazmatická membrána) rastlín a živočíchov má niektoré vlastnosti.

U jednobunkových organizmov a leukocytov zabezpečuje vonkajšia membrána prenikanie iónov, vody a malých molekúl iných látok do bunky. Proces prenikania pevných častíc do bunky sa nazýva fagocytóza a vstup kvapôčok kvapalných látok sa nazýva pinocytóza.

Vonkajšia plazmatická membrána reguluje výmenu látok medzi bunkou a vonkajším prostredím.

V eukaryotických bunkách sú organely pokryté dvojitou membránou - mitochondrie a plastidy. Obsahujú vlastnú DNA a aparát na syntézu bielkovín, množia sa delením, to znamená, že majú v bunke určitú autonómiu. Okrem ATP sa v mitochondriách syntetizuje malé množstvo bielkovín. Plastidy sú charakteristické pre rastlinné bunky a množia sa delením.

Medzi jednomembránové organely patrí endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, lyzozómy, rôzne typy vakuol.

Moderné výskumné prostriedky umožnili biológom zistiť, že podľa štruktúry bunky by sa všetky živé bytosti mali rozdeliť na organizmy "nejadrové" - prokaryoty a "jadrové" - eukaryoty.

Prokaryotické baktérie a modrozelené riasy, ako aj vírusy, majú iba jeden chromozóm, reprezentovaný molekulou DNA (menej často RNA) umiestnenou priamo v cytoplazme bunky.

Eukaryoty majú veľké množstvo organel, majú jadrá obsahujúce chromozómy vo forme nukleoproteínov (komplex DNA s histónovým proteínom). Eukaryoty zahŕňajú väčšinu moderných rastlín a živočíchov, jednobunkových aj mnohobunkových.

Existujú dve úrovne bunkovej organizácie:

• prokaryotické - ich organizmy sú veľmi jednoducho usporiadané - sú to jednobunkové alebo koloniálne formy, ktoré tvoria kráľovstvo brokovníc, modrozelených rias a vírusov
• eukaryotické - jednobunkové koloniálne a mnohobunkové formy, od prvokov - pakorene, bičíkovce, nálevníky - až po vyššie rastliny a živočíchy, ktoré tvoria ríšu rastlín, ríšu húb, ríšu živočíchov

Všetky organely bunky, napriek zvláštnostiam ich štruktúry a funkcií, sú vzájomne prepojené a "pracujú" pre bunku ako jeden systém, v ktorom je cytoplazma spojkou.

Špeciálne biologické objekty, ktoré zaujímajú medzipolohu medzi živou a neživou prírodou, sú vírusy objavené v roku 1892 D.I. Ivanovským, v súčasnosti sú predmetom špeciálnej vedy - virológie.

Vírusy sa množia iba v bunkách rastlín, zvierat a ľudí, čo spôsobuje rôzne choroby. Vírusy majú veľmi jednoduchú štruktúru a pozostávajú z nukleovej kyseliny (DNA alebo RNA) a proteínového obalu. Mimo hostiteľských buniek vírusová častica nevykazuje žiadne životné funkcie: nekŕmi sa, nedýcha, nerastie, nemnoží sa.

Túto vlastnosť stratili v dávnej minulosti jednobunkové organizmy, ktoré dali vznik. Väčšina buniek, živočíšnych aj rastlinných, má veľkosť od 1 do 100 µm (mikrometrov), a preto sú viditeľné iba mikroskopom.

Najstaršie fosílne dôkazy o zvieratách pochádzajú z vendského obdobia (pred 650 – 454 miliónmi rokov). Prvý skončil s týmto obdobím, ale počas nasledujúceho obdobia explózia nových foriem života vyústila do mnohých veľkých dnes známych faunických skupín. Existujú dôkazy o tom, že zvieratá sa objavili skôr (pred 505-438 miliónmi rokov).

Štruktúra živočíšnych buniek

Schéma štruktúry živočíšnej bunky

• - samoreprodukujúce sa organely pozostávajúce z deviatich zväzkov mikrotubulov a nachádzajúce sa len v živočíšnych bunkách. Pomáhajú pri organizácii bunkového delenia, ale nie sú pre tento proces nevyhnutné.
• sú potrebné na pohyb buniek. V mnohobunkových organizmoch fungujú riasinky na pohyb tekutiny alebo látok okolo nehybnej bunky alebo do skupiny buniek.
• - sieť vakov, ktorá produkuje, spracováva a transportuje chemické zlúčeniny vo vnútri a mimo bunky. Je spojená s dvojvrstvovým jadrovým obalom, ktorý poskytuje vedenie medzi jadrom a.
• Endozómy sú membránovo viazané vezikuly vytvorené súborom zložitých procesov známych ako , a nachádzajú sa v cytoplazme takmer každej živočíšnej bunky. Hlavným mechanizmom endocytózy je opak toho, čo sa deje počas alebo počas bunkovej sekrécie.
• - Oddelenie distribúcie a dodávky bunkových chemikálií. Modifikuje proteíny a tuky uložené v endoplazmatickom retikule a pripravuje ich na export mimo bunky.
• Intermediárne filamenty sú širokou triedou vláknitých proteínov, ktoré hrajú dôležitú úlohu ako štruktúrne, tak aj funkčné prvky. Fungujú ako prvky, ktoré pomáhajú udržiavať tvar a tuhosť bunky.
• - vykonávajú tráviace funkcie, spracovávajú bunkový odpad.
• Mikrofilamenty sú vlákna globulárnych proteínov nazývaných aktín. Tieto vlákna majú prevažne štrukturálnu funkciu a sú dôležitou súčasťou cytoskeletu.
• Mikrotubuly sú rovné, duté valce nachádzajúce sa v cytoplazme všetkých eukaryotických buniek (prokaryoty ich nemajú) a vykonávajú rôzne funkcie, od transportu až po štrukturálnu podporu.
• - podlhovasté organely, ktoré sa nachádzajú v cytoplazme každej eukaryotickej bunky. V živočíšnej bunke sú hlavnými generátormi energie, premieňajú kyslík a živiny na energiu.

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

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

Nucleus- jedna z dôležitých zložiek bunky, obsahuje genetickú informáciu a zabezpečuje jej prenos na potomkov. 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 jasný pohyb všetkých organel. Riadi aj transport syntetizovaných látok.

bunková membrána- membrána, ktorá oddeľuje bunku od vonkajšieho prostredia, zabezpečuje transport látok do bunky a vylučovanie produktov syntézy alebo životnej činnosti.

Endoplazmatické retikulum- membránová organela, pozostáva z nádrží a tubulov, na povrchu ktorých prebieha syntéza ribozómov (granulárne ER). 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 obalom jadra.

Golgiho komplex- stoh nádrží, sploštených v strede a rozšírených na okraji. Určené 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. Zodpovedný za syntézu ATP, energetický metabolizmus. Vykonáva funkciu dýchania (absorbuje kyslík a uvoľňuje CO2).

Ribozómy- sú zodpovedné za syntézu bielkovín, v ich štruktúre sú malé a veľké podjednotky.

lyzozómy- uskutočňujú intracelulárne trávenie v dôsledku obsahu hydrolytických enzýmov. Rozložte zachytené cudzie látky.

Rastlinné aj živočíšne bunky majú okrem organel aj nestále štruktúry – inklúzie. Objavujú sa so zvýšením metabolických procesov v bunke. Vykonávajú nutričnú funkciu a obsahujú:

• Zrná škrobu v rastlinách a glykogénu u zvierat;
• proteíny;
• lipidy sú vysokoenergetické zlúčeniny, ktoré sú cennejšie ako sacharidy a bielkoviny.

Existujú inklúzie, ktoré nehrajú úlohu v energetickom metabolizme, obsahujú odpadové produkty bunky. V žľazových bunkách zvierat sa inklúzie hromadia tajomstvo.

Organely sa nachádzajú iba v rastlinných bunkách

Živočíšne bunky na rozdiel od rastlinných neobsahujú vakuoly, plastidy ani bunkové steny.

bunková stena vytvorené z bunkovej platne, tvoriace primárne a sekundárne bunkové membrány.

Primárna bunková stena sa vyskytuje v nediferencovaných bunkách. Počas dozrievania sa medzi membránu a primárnu bunkovú stenu položí 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 primárnou membránou a membránou nie je žiadna sekundárna stena. Póry sú usporiadané v pároch v susedných bunkách. Umiestnené blízke bunky medzi sebou komunikujú plazmodesmou - to je kanál, ktorý je reťazcom cytoplazmy lemovaným plazmolemou. Prostredníctvom nej si bunky vymieňajú syntetizované produkty.

Funkcie bunkovej steny:

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

Vacuoly- organely naplnené bunkovou šťavou sa podieľajú na trávení organických látok (podobne ako lyzozómy živočíšnej bunky). Vznikla spoločnou prácou ER a Golgiho komplexu. Najprv vzniká 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, sú schopné fotosyntézy;
• chromoplasty- oranžové kryštály v dôsledku prítomnosti karoténového pigmentu.

Organely sa nachádzajú iba v živočíšnych bunkách

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

Centrioles- párové organely nachádzajúce sa v blízkosti jadra. Podieľajú sa na tvorbe deliaceho vretena 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

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

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

Veľkosť jednotlivých rastlinných buniek (asi 50 µm) presahuje veľkosť živočíšnych buniek (asi 20 µm).

Vzťah medzi rastlinnými bunkami sa uskutočňuje pomocou plazmodesmy, zvierat - pomocou desmozómov.

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

Bunkovú stenu rastlín tvorí celulóza a pektín, u živočíchov membránu tvoria fosfolipidy.

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

Zvieratá sú heterotrofy a využívajú exogénnu organickú hmotu.

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