Bunka
Kategorie: Biológia (celkem: 966 referátů a seminárek)
Bunka
buňka, cellula – základní stavební jednotka všech živých organismů. Je tvořena protoplazmou, jež je ohraničena buněčnou membránou, popř. ještě buněčnou stěnou (rostlinná buňka, bakterie). Protoplazma u bakterií a sinic (viz též prokaryonta) obsahuje genetický materiál, tj. deoxyribonukleovou kyselinu ve formě nukleoidu, neoddělený zvláštní membránou. U buněk rostlin nebo živočichů (viz též eukaryonta) je protoplazma rozlišena na cytoplazmu a jádro (nucleus), které obsahuje karyoplazmu a od cytoplazmy je ohraničeno jadernou membránou; obsahuje genetický materiál uložený v chromozomech. Cytoplazma obsahuje různé organely, např. mitochondrie sloužící k dýchání buňky, endoplazmatické retikulum (ER), podílející se na syntetických pochodech, které jsou umožňovány ribozomy lokalizovanými na jeho membránách, dále Golgiho komplex, soustavu hladkých kanálků, v nichž jsou upravovány a hromaděny produkty syntézy, lysozomy, váčky sloužící trávení látek. V cytoplazmě rostlin jsou přítomny plastidy, zejm. zelené chloroplasty, umožňující fotosyntézu, a vakuoly, váčky obsahující buněčnou šťávu. Všechny organely spolu se základní cytoplazmou a buněčnou membránou jsou nezbytné pro životní funkce buňky, tj. látkovou výměnu (metabolismus). V cytoplazmě jsou různé typy vláken, které tvoří buněčnou kostru (cytoskelet) a slouží jako opora buňky a při buněčném pohybu. Některé typy specializovaných buněk obsahují v cytoplazmě i produkty své činnosti obalené membránou, inkluze. U jednobuněčných organismů vykonává jediná buňka všechny funkce včetně rozmnožování a pohybu, takže bývá specifickým způsobem upravena (bakterie, některé řasy, houby, prvoci). U organismů mnohobuněčných vzniká jedinec z jediné výchozí buňky, obvykle oplozeného vajíčka, které se mnohonásobně dělí na velký počet buněk. Ty se v průběhu růstu a vývoje rozlišují v buňky různých tkání (u živočichů) nebo pletiv (u rostlin), specializovaných pro vykonávání různých funkcí. Velikost buněk rostlin je v průměru 10 – 100 μm, u některých řas až několik desítek cm, u mléčnic pryšcovitých rostlin až několik m; velikost buněk živočichů je 5 – 20 μm, vaječné buňky ptáků dosahují až několik cm v důsledku nahromadění rezervních látek (žloutku). Tvar buňky je rozmanitý, souvisí s jejich funkcí; buňky nejsou izolovanými jednotkami, nýbrž jsou ve vzájemném kontaktu s mezibuněčnými spoji a mohou do svého okolí vylučovat nebuněčnou hmotu (sloužící např. k budování opory těla, kostí aj.).Buňky jsou nositeli základních životních projevů (vzrušivosti, pohybu, výměny látek a jejich transportu); obsahují ve vodě rozpuštěné anorganické látky (ionty) a organické látky (cukry, aminokyseliny, tuky, nukleotidy, dále polysacharidy, bílkoviny a nukleové kyseliny). Bílkoviny jsou jednak základní stavební jednotkou, jednak se uplatňují ve formě enzymů. buňka, buňka eukaryontní, schéma buněčné organizace
organismus, ústrojenec – živý jedinec vybavený souborem tělesných znaků a životních projevů, zejm. výměnou látek, růstem, vývojem, dráždivostí, rozmnožováním, dědičností, způsobem výživy (autotrofie, heterotrofie). Organismus závisí na životním prostředí; jeho trvání je omezeno individuálním životem, opakujícím se v následných generacích. V procesu evoluce je vystaven přírodnímu výběru, který ovlivňuje jeho fylogenezi. Organismus může být buď jednobuněčný (bakterie, kvasinky, prvoci, některé řasy), nebo mnohobuněčný (rostliny, živočichové včetně člověka). Základní organizační jednotkou organismu je buňka, která prodělává diferenciaci, u mnohobuněčných dává vznik různým typům tkání a orgánů, organizovaných v jeden funkční celek. Organismus je celistvým systémem v rámci svého druhu, který je, z hlediska biologické klasifikace, systémem vyššího řádu. cytoplazma, živý obsah buňky ohraničený cytoplazmatickou membránou. V eukaryontních buňkách není do cytoplazmy zahrnuto buněčné jádro. Zahrnuje cytoplazmatickou matrix (buněčnou šťávu), buněčné organely, elementy cytoskeletu a inkluze. chromozom, genetika vláknitý či pentlicovitý útvar, v jehož DNA je obsažena genetická informace organismu; nejdůležitější genetická buněčná struktura. Chromozomy jsou pozorovatelné během jaderného dělení uvnitř buněčných jader eukaryotních organismů. Jsou tvořeny chemickým komplexem nukleových kyselin a bílkovin, chromatinem. V průběhu mitózy nebo meiózy, zejména v metafázi, kdy je jejich chromatinová struktura nejzahuštěnější, jsou dobře barvitelné a pozorovatelné světelným mikroskopem. Velikost chromozomu během metafáze je 0,2 – 20 μm, podle druhu organismu. Počet a tvar chromozomů je pro daný rostlinný či živočišný druh konstantní a charakteristický (např. člověk má 46 různě tvarovaných chromozómů), je to významný taxonomický znak (viz též karyotyp). – Na chromozomech lze mikroskopicky pozorovat oblast tzv. primárního zúžení, centroméru. Podle jejího umístění se chromozomy rozlišují na metacentrické (obě ramena jsou stejně dlouhá, zúžení je uprostřed), submetacentrické (s rameny mírně nestejně dlouhými), akrocentrické (s nápadně rozdílnou velikostí ramen) a telocentrické (jednoramenné). – Náhodné změny ve stavbě chromozomu se nazývají chromozomové mutace (např. delece, odlomení vnitřní části chromozomu).
endoplazmatické retikulum, soustava kanálků a váčků v buňkách živočichů, zejm. rostoucích. Jeho stěny jsou tvořeny membránou, na které mohou být ribozómy (tzv. drsné, granulární, zrnité endoplazmatické retikulum, významné v syntéze bílkovin), nebo na ní ribozómy nejsou (tzv. hladké, agranulární endoplazmatické retikulum, především s vodivou funkcí). Endoplazmatické retikulum se může spojovat s jadernou membránou, váčky Golgiho komplexu i s buněčnou membránou. Je viditelné jen v elektronovém mikroskopu. ribozomy, ribosomy – buněčné struktury, na nichž probíhá proteosyntéza. Fungují jako veliké multienzymové komplexy. Ribozómy prokaryont a eukaryont se liší svou stavbou; a) bakteriální ribozómy se vyskytují v buňce v různém počtu (od několika set do 30 000 i více); b) ribozómy eukaryont jsou v cytoplazmě volné nebo jsou přisedlé na membráně drsného endoplazmatického retikula a na vnější membráně jaderného obalu; také v mitochondriích a chloroplastech. Golgiho komplex, Golgiho aparát – biologie soustava kanálků a váčků v cytoplazmě rostlinných i živočišných buněk, ve které probíhá buněčný metabolismus, zejm. cukrů. Je tvořená lipidickými membránami. Plně rozvinut je v buňkách obratlovců, v buňkách bezobratlých a rostlin má podobu oddělených tělísek (tzv. diktyozómy). lyzozomy, organely o rozměru 0,2 – 2 nm v podobě granulí nebo měchýřků, nacházející se v cytoplazmě eukaryontních buněk. Obsahující enzymy schopné rozložit pohlcený obsah (např. při fagocytóze), eventuálně i vlastní buňky (autolýza, např. za anaerobních podmínek v odumřelém organismu). Jsou místem intracelulárního štěpení biologických makromolekul, např. bílkovin, polynukleotidů, polysacharidů, lipidů, glykoproteinů, glykolipidů a dalších. metabolismus, fyziologie látková výměna; souhrnné označení pro všechny chemické a energetické změny probíhající v živém organismu, které jsou zdrojem energie pro životní pochody a zdrojem látek potřebných pro výstavbu a obnovu opotřebovaných částí těla. V rozkladném procesu, katabolismu, organismus štěpí a oxiduje („spaluje“) živiny nebo zásobní látky a získává energii, která se pak skladuje buď v malých použitelných množstvích jako energeticky bohaté fosfátové sloučeny (hlavně adenosintrifosfát, ATP), nebo jako nově syntetizované sacharidy, bílkoviny, tuky aj. Při tvorbě těchto látek, v anabolickém procesu, využívá energii a jednodušší molekuly vzniklé při katabolických reakcích. Anabolismus a katabolismus jsou procesy vzájemně propojené a v organismu probíhají vždy současně.
Podíl každého z nich v buňkách různých tkání a orgánů závisí na momentálním fyziologickém stavu organismu. V absorpčním stavu (který trvá asi čtyři hodiny po jídle) dochází k přísunu živin z trávicí soustavy, kde probíhají katabolické děje. Anabolickými procesy v játrech vznikají zásobní látky (glykogen, tuky), v ostatních tkáních hlavně bílkoviny. V tzv. postabsorpčním stavu (který může trvat řadu dní) žije organismus z vytvořených zásob, přičemž katabolické procesy v játrech uvolňují glukosu a v tukové tkáni mastné kyseliny. Tyto látky vstupují do krve a jsou zdrojem energie zejm. pro nervové a svalové buňky. Metabolické děje probíhají v živém organismu nepřetržitě; udržují stálou tělesnou teplotu, činnost mozku, srdce a dýchacích svalů. Velikost metabolismu se určuje pomocí kalorimetrie. V celém organismu se obvykle měří hodnota tzv. bazálního metabolismu při standardních klidových podmínkách (vleže, teplotní komfort, ráno dvanáct hodin po jídle). Hodnoty bazálního metabolismu (vyjádřené např. v joulech na kg hmotnosti za hodinu) závisejí na pohlaví (samice mají nižší, ženy asi o 10 % než muži), na věku (mláďata vyšší než dospělí) a na velikosti (menší jedinci mají větší bazální metabolismus, platí mezidruhově i vnitrodruhově). Bazální metabolismus je důležitým ukazatelem fyziologického stavu organismu, je zvýšen např. při hyperfunkci štítné žlázy, při těhotenství, v horečce a při některých emočních stavech. Při fyzické zátěži může metabolismus stoupnout i na více než desetinásobek hodnot bazálního metabolismu. inkluze1. biologie součásti cytoplazmy, představují produkty některých speciálních buněk, které mohou nebo nemusí být obaleny membránou (např. lipidové kapénky, glykogenová granula, pigmenty). 2. lékařství a) mikroskopická tělíska vyskytující se v buňkách za různých patologických stavů, např. při otravách nebo infekcích, často charakteristická pro danou nemoc; b) inkluze fetální, vývojová porucha dvojčat, při které jeden rudimentárně vyvinutý plod je uzavřen v některé tělesné dutině sourozence; 3. matematika vztah mezi množinami A, B, který se vyjadřuje slovy A je podmnožina B (zápis A ⊂ B). Ostrá inkluze vylučuje případ rovnosti množin a vyjadřuje se slovy A je vlastní podmnožinou B. mezibuněčná spojení, intercelulární kontakty – specifická místa spojující sousední buňky; podmiňují vznik tkání. Jsou různého typu, od průchodných, umožňujících přechod látek mezi buňkami, po těsné, které přechod látek znemožňují a chrání organismus před přímým vlivem okolí. Vyskytují se např. při povrchu epitelů.
aminokyseliny, aminokarboxylové kyseliny – organické kyseliny obsahující aminoskupiny, obvykle ne více než dvě. Aminokyseliny jsou rozděleny na α, β, γ,… v závislosti na poloze uhlíku nesoucího –NH2 skupinu od skupiny –COOH. Aminokyseliny α jsou součástí bílkovin a peptidů, existují také volné, patří mezi nejdůležitější organické součásti buněk. Dvacet aminokyselin α, které tvoří bílkoviny, se označuje jako bílkovinotvorné (proteinogenní); podle chemické povahy vedlejšího řetězce (R) se rozdělují do čtyř skupin, a to I. α s neutrálním, hydrofobním (nepolárním) vedlejším řetězcem, II. α s neutrálním a hydrofilním (polárním) vedlejším řetězcem, III. α s kyselým a hydrofilním (polárním) vedlejším řetězcem, IV. α s bazickým a hydrofilním (polárním) vedlejším řetězcem. Proteinogenní aminokyseliny se mohou dělit podle svých degradačních produktů na aminokyseliny glukogenní a ketogenní nebo na aminokyseliny esenciální (organismus je závislý na jejich příjmu s potravou) a neesenciální (organismus si je dovede syntetizovat z prekurzorů). Aminokyseliny jsou téměř všechny proteinogenní, opticky aktivní a amfoterní, neboť obsahují v molekule složku kyselou (karboxyl) i zásaditou (aminoskupinu). Aminokyseliny jsou dobře rozpustné ve vodě. V buňce jsou využívány k biosyntéze bílkovin nebo jsou prekurzory např. hormonů. aminokyseliny, přehledná tabulka rozdělení proteinogenních aminokyselin do 4 skupin podle charakteru postranního řetězce R připojeného k funkční skupině CH(NH2)COOH
tuky, triacylglyceroly (nesprávně triglyceridy), estery glycerolu a mastných kyselin (převážně vysokých), obsažené v živočišných tkáních (viz též tuk zásobní) a v rostlinných pletivech (plody a semena). Vyskytují se volné nebo vázané na bílkoviny, sacharidy a provázené značným počtem lipofilních látek, jako jsou steroly, terpeny, fosfolipidy, vitamíny. Mastné kyseliny jsou nasycené nebo nenasycené s jednou, dvěma, popř. třemi dvojnými vazbami, hydroxykyselinami a ketokyselinami. Nasycené mastné kyseliny dodávají tuku tuhou konzistenci; s rostoucím podílem nenasycených kyselin se konzistence stává mazlavou až tekutou (oleje). Za nepřístupu vzduchu jsou tuky stálé, pod vlivem kyslíku se tvoří peroxidy, které se štěpí na senzoricky nepříjemné aldehydy (žluknutí). V ČR je nejvýznamnější olejninou řepka olejná. Ze surovin se tuky získávají vytavováním (sádlo, lůj), lisováním a extrakcí. Významnou technologickou operací je ztužování (hydrogenace).
Kromě olejů jsou důležitými potravinářskými výrobky emulgované tuky (margaríny), jejichž základními složkami jsou tuková násada (marga), zakvašené mléko, syrovátka nebo voda, emulgátor, barviva, vitamíny, aroma a sůl. Tukový průmysl vyrábí velký počet technických produktů (mastné kyseliny, glycerol, mýdla, detergenty atd.). nukleotid, základní stavební jednotka molekul nukleových kyselin. Je složen vždy z jedné molekuly pětiuhlíkatého sacharidu (buď z deoxyribosy u DNA, kdy vznikne deoxyribonukleotid, nebo z ribosy u RNA, kdy vznikne ribonukleotid). Dále je nukleotid tvořen zbytkem molekuly kyseliny trihydrogenfosforečné (tzv. fosfátový zbytek) a jednou molekulou některé z purinových nebo pyrimidinových dusíkatých bází (adenin, guanin; cytosin, thymin, uracil). adenin, 6-aminopurin, purinová báze; složka adenosinu, nukleotidů, koenzymů a nukleových kyselin (např. DNA, RNA). adenin
guanin, zkratka G nebo Gua, 2-amino-6-hydroxypurin, purinová báze; jedna ze čtyř bází nukleových kyselin. Součást nukleotidových koenzymů a prekurzor např. pterinů, listové kyseliny a riboflavinu.
cytosin, zkratka C, Cyt – jedna z pyrimidinových bází DNA a RNA. Součást různých nukleosidových antibiotik thymin, 2,6-dihydroxy-5-methylpyrimidin, 5-methyluracil, pyrimidinová báze přítomná v DNA. uracil, 2,6-dihydroxypyrimidin, pyrimidinová báze; je obsažen v RNA. Uracil je komplementární s adeninem. Někdy se může párovat i s guaninem, i když interakce je slabší než u páru guanin-cytosin. Viz též nukleové kyseliny. polysacharidy, makromolekulární sloučeniny, složené z 30 až několika tisíc monosacharidových jednotek. Podle funkce se dělí na polysacharidy podpůrné (např. celulosa u rostlin nebo chitin u členovců) a rezervní (např. škrob u rostlin a glykogen u živočichů); podle chemické struktury na homoglykany (složené pouze z jednoduchých monosacharidů) a na heteroglykany, obsahující deriváty monosacharidů, jako jsou uronové kyseliny a jejich estery, aminocukry a podobně. bílkoviny, proteiny – biopolymery složené z několika set až několika tisíc aminokyselin spojených peptidickou vazbou. Jsou součástí každé buňky, tvoří kontaktní elementy a enzymy, které uvolňují energii nutnou pro zachování života. Obsaženy v krvi, kde se účastní látkového transportu. Svými vlastnostmi se mohou navzájem lišit. U bílkovin se rozlišuje primární struktura, tj. geneticky určený sled aminokyselinových zbytků v polypeptidovém řetězci, sekundární struktura, tj. prostorové uspořádání hlavního polypeptidového řetězce, terciární struktura, určená prostorovou polohou všech atomů, a struktura kvartérní, tj. agregace několika řetězců v definovanou molekulu. Podle tvaru se bílkoviny dělí na globulární (kulaté, např.
globulin) a fibrilární (vláknité, např. keratin). Mohou obsahovat jeden (ribonukleasa) nebo více polypeptidových řetězců (hemoglobin). Mohou vytvářet komplexy s jinými typy sloučenin, tzv. složené bílkoviny (nukleoproteiny nebo lipoproteiny). nukleové kyseliny, látky složené z nukleotidů; vedle bílkovin to jsou nejdůležitější makromolekulární struktury živé hmoty. Jsou obsaženy ve všech buňkách a virech, slouží k uchovávání dědičných znaků a k jejich přenosu na další generace. Podle druhu sacharidu vázaného v nukleové kyselině se rozlišují: a) ribonukleová kyselina (RNA), obsahuje D-ribosu, uplatňuje se při biosyntéze bílkovin (proteosyntéza). Existuje ve třech typech: mRNA (mediátorová, informační) nese přepis informace z úseku DNA, tRNA nese navázané aktivované aminokyseliny, rRNA je součástí ribozómů; b) deoxyribonukleová kyselina, obsahující 2-deoxyribosu (DNA), skladuje genetickou informaci. Během buněčného dělení se replikuje a každá dceřiná buňka nese shodnou DNA. – Nukleové kyseliny obsahují tři strukturní komponenty: purinové a pyrimidové báze, pentosy a esterově vázanou kyselinu trihydrogenfosforečnou. enzymy, katalyzátory bílkovinného charakteru. Tvoří až 90 % buněčných bílkovin. V současnosti je dobře popsáno a charakterizováno více než 2 000 enzymů, které jsou rozděleny do šesti tříd podle charakteru katalyzované reakce na oxidoreduktasy, transferasy, hydrolasy, lyasy, isomerasy, ligasy (syntetasy). Názvy enzymů jsou buď triviální (např. pepsin), nebo se vytvářejí ze slovního kmene, který představuje katalyzovanou reakci, a koncovky -asa. Největší rozdíl mezi enzymy a chemickými katalyzátory je ve specifitě enzymové katalýzy. Pro objasnění mechanismu enzymového působení byl vytvořen model zámku a klíče (kde enzym představuje zámek a substrát klíč, který přesně komplementárně vyplní zámek) a model indukovaného přizpůsobení, uvažující interakci enzymu se substrátem, při níž se obě složky vzájemně přizpůsobují; dochází k deformaci vazebných úhlů a posléze (při návratu molekuly enzymu do původního termodynamicky stálého stavu) k vlastní katalytické reakci. Enzymy se používají při kultivaci mikroorganismů, pro účely biochemické analýzy a v průmyslu textilním, papírenském a farmaceutickém. pletiva, botanika soubory buněk stejného původu a často i stejné funkce. Vznikají dělením a diferenciací buněk. Rozlišují se pletiva dělivá a trvalá. Podle tvaru buněk a buněčné stěny se rozeznává parenchym, prozenchym, kolenchym a sklerenchym.
Aerenchym je základní pletivo, jehož mezibuněčné prostory jsou bohatě prostoupeny kanálky, které obsahují vzduch. Provzdušňuje rostlinné tělo, popř. je nadlehčuje ve vodě. Viz též tkáně. aerenchym, botanika soustava vzdušných kanálků v mezibuněčném prostoru základního pletiva rostlin. Tvořen zejména odumřelými tenkostěnnými buňkami, mezi nimiž jsou velké prostory plněné vzduchem, které jsou ve spojení s průduchy. Aerenchym se vyskytuje hlavně v listech a v lodyhách bahenních a vodních rostlin (např. leknínu, stulíku). Má značný význam pro jejich dýchání, provzdušňuje, popřípadě nadlehčuje jejich tělo. parenchym, parenchymatické pletivo – biologie a) rostlinné pletivo z tenkostěnných buněk, ze kterého se tvoří základní a dělivá pletiva; b) živočišná tkáň tvořená volnými buňkami nepravidelného tvaru, často s vakuolami. U bezobratlých (např. u ploštěnců) tvoří podstatnou část těla, v orgánech obratlovců specifická buněčná tkáň vyskytující se např. v játrech. prozenchym, prosenchym – botanika typ rostlinného pletiva. Tvořen protáhlými buňkami s šikmými, příčně postavenými přihrádkami, později se ztloustlými buněčnými stěnami. Součást vodivých pletiv; tvoří cévy zvané tracheje, kterými v rostlině proudí voda s rozpuštěnými anorganickými látkami. sklerenchym, botanika druh rostlinného pletiva; tvořeno buňkami, které jsou v celém rozsahu ztluštělé a zpravidla prostoupené kanálky. Vytváří sklereidy. sklereidy, botanika tvrdé hrudky v dužnině plodu hrušně obecné (v hrušce), tvořené sklerenchymem. buněčná linie, cell line – biologie klon buněk udržovaný po dlouhou dobu v buněčné kultuře (viz též kultivace buněk a tkání). Buňky se zpravidla vyznačují stabilními vlastnostmi, které však nemusejí odpovídat žádnému přirozenému buněčnému typu. Mnoho světových laboratoří už po desetiletí používá např. buněčnou linii HeLa, získanou kultivací buněk odebraných z nádoru člověka. Karyotyp této linie se od karyotypu normálních lidských buněk podstatně liší. Buněčnou linii nelze zaměňovat s buněčnou posloupností. membrána buněčná, membrána plazmatická, biomembrána – polopropustná (semipermeabilní) membrána na povrchu buněk a organel, tvořená dvojitou vrstvou molekul fosfolipidů a molekulami bílkovin. Ohraničuje buňku nebo ji rozděluje na kompartmenty. Je asi setinu μm silná a má prvořadý význam v látkové výměně buňky. Selektivně propouští látky do buňky a z buňky.
Membrána buněčná rostlinných buněk je v kontaktu s tuhou buněčnou stěnou na povrchu buňky.membrána buněčná, schéma stavby buněčné membrány
celulosa, celulóza – polysacharid vyskytující se v přírodě, nejhojnější organická sloučenina. Je hlavním stavebním materiálem cévnatých rostlin, ale i bakterií, mořských rostlin a živočichů. Struktura celulosy je vytvářena nerozvětvenými řetězci asi 500 jednotek D-glukosy. Sumární vzorec (C6H10O5)n, kde n je vyšší než 150. Čistá celulosa je bavlna. Průmyslově se celulosa získává z buničiny. Používá se pro výrobu speciálních papírů (zejm. filtračních) nebo je dále chemický zpracovávána, např. při výrobě viskosových vláken, acetátových vláken, nitrocelulos, karboxymethylcelulosy. celulosa, část makromolekuly celulosy
chitin, dusíkatý polysacharid, látka zpevňující kutikulu členovců (kmen Arthropoda) a buněčnou stěnu některých vyšších hub (Fungi). Chemickým složením se podobá celulose.
peptidy, organické sloučeniny složené ze dvou nebo více aminokyselin spojených peptidovou vazbou. Počet aminokyselin v peptidu je označen násobícími předponami (dipeptid, tripeptid atd.). Oligopeptidy obsahují deset a méně aminokyselin; polypeptidy obsahují více než deset aminokyselin. Peptidy s relativní atomovou hmotností nad 10 000 (makropeptidy) se považují již za bílkoviny. .