Klietka

Podľa moderných konceptov je každá bunka univerzálnou štrukturálnou a funkčnou jednotkou života. Bunky všetkých živých organizmov majú podobnú štruktúru. Bunky sa rozmnožujú iba delením.

Bunka (cellula) je elementárna usporiadaná jednotka života. Vykonáva funkcie rozpoznávania, metabolizmu a energie, rozmnožovania, rastu a regenerácie, prispôsobovania sa meniacim sa podmienkam vnútorného a vonkajšieho prostredia. Bunky sú rozmanité svojím tvarom, štruktúrou, chemickým zložením a funkciami. V ľudskom tele sa nachádzajú ploché, guľovité, vajcovité, kubické, prizmatické, pyramídové a hviezdicovité bunky. Existujú bunky s veľkosťou od niekoľkých mikrometrov (malé lymfocyty) do 200 mikrometrov (vajíčková bunka).

Obsah každej bunky je od okolitého prostredia a susedných buniek oddelený cytolemou (plazmolemou), ktorá zabezpečuje vzťah bunky s extracelulárnym prostredím. Základnými zložkami bunky, nachádzajúcimi sa vo vnútri cytolemy, sú jadro a cytoplazma, ktorá pozostáva z hyaloplazmy a v nej nachádzajúcich sa organel a inklúzií.

[ 1 ], [ 2 ]

Cytolema

Cytoléma alebo plazmaléma je bunková membrána s hrúbkou 9-10 nm. Plní deliace a ochranné funkcie a vníma vplyvy prostredia vďaka prítomnosti receptorov (recepčná funkcia). Cytoléma, ktorá vykonáva výmenné a transportné funkcie, prenáša rôzne molekuly (častice) z prostredia obklopujúceho bunku do bunky a v opačnom smere. Proces prenosu do bunky sa nazýva endocytóza. Endocytóza sa delí na fagocytózu a pinocytózu. Počas fagocytózy bunka zachytáva a absorbuje veľké častice (častice odumretých buniek, mikroorganizmov). Počas pinocytózy cytoléma vytvára výbežky, ktoré sa menia na vezikuly, ktoré zahŕňajú malé častice rozpustené alebo suspendované v tkanivovej tekutine. Pinocytotické vezikuly vmiešavajú častice, ktoré sa v nich nachádzajú, do bunky.

Cytoléma sa tiež podieľa na odstraňovaní látok z bunky - exocytóze. Exocytóza sa vykonáva pomocou vezikúl, vakuol, v ktorých sa látky odstránené z bunky najprv presunú do cytolémy. Membrána vezikúl sa spája s cytolémou a ich obsah sa dostáva do extracelulárneho prostredia.

Receptorová funkcia sa vykonáva na povrchu cytolemmy pomocou glykolipidov a glykoproteínov, ktoré sú schopné rozpoznávať chemické látky a fyzikálne faktory. Bunkové receptory dokážu rozlíšiť také biologicky aktívne látky, ako sú hormóny, mediátory atď. Recepcia cytolemmy je najdôležitejším článkom v medzibunkových interakciách.

V cytoleme, ktorá je polopriepustnou biologickou membránou, sa rozlišujú tri vrstvy: vonkajšia, stredná a vnútorná. Vonkajšia a vnútorná vrstva cytolemy, každá s hrúbkou približne 2,5 nm, tvoria elektrónovo hustú lipidovú dvojitú vrstvu (dvojvrstvu). Medzi týmito vrstvami sa nachádza elektrónovo-ľahká hydrofóbna zóna lipidových molekúl, jej hrúbka je približne 3 nm. V každej monovrstve lipidovej dvojvrstvy sa nachádzajú rôzne lipidy: vo vonkajšej - cytochróm, glykolipidy, ktorých sacharidové reťazce smerujú von; vo vnútornej monovrstve smerujúcej do cytoplazmy - molekuly cholesterolu, ATP syntetáza. Molekuly proteínov sa nachádzajú v hrúbke cytolemy. Niektoré z nich (integrálne alebo transmembránové) prechádzajú celou hrúbkou cytolemy. Iné proteíny (periférne alebo vonkajšie) ležia vo vnútornej alebo vonkajšej monovrstve membrány. Membránové proteíny plnia rôzne funkcie: niektoré sú receptory, iné sú enzýmy a ďalšie sú nosičmi rôznych látok, pretože vykonávajú transportné funkcie.

Vonkajší povrch cytolemmy je pokrytý tenkou fibrilárnou vrstvou (od 7,5 do 200 nm) glykokalyxu. Glykokalyx je tvorený bočnými sacharidovými reťazcami glykolipidov, glykoproteínov a iných sacharidových zlúčenín. Sacharidy vo forme polysacharidov tvoria rozvetvené reťazce spojené lipidmi a proteínmi cytolemmy.

Cytolemma na povrchu niektorých buniek tvorí špecializované štruktúry: mikroklky, riasinky, medzibunkové spojenia.

Mikroklky (mikrovily) sú dlhé až 1-2 µm a majú priemer až 0,1 µm. Sú to prstovité výrastky pokryté cytolemou. V strede mikroklkov sa nachádzajú zväzky rovnobežných aktínových filamentov pripojených k cytoleme na vrchole mikroklkov a po jeho stranách. Mikroklky zväčšujú voľný povrch buniek. V leukocytoch a bunkách spojivového tkaniva sú mikroklky krátke, v črevnom epiteli sú dlhé a je ich toľko, že tvoria tzv. kefkový lem. Vďaka aktínovým filamentom sú mikroklky pohyblivé.

Cilia a flagely sú tiež pohyblivé, ich pohyby sú kyvadlovité, vlnovité. Voľný povrch riasinkového epitelu dýchacích ciest, semenovodu a vajíčkovodov je pokrytý riasinkami s dĺžkou až 5-15 μm a priemerom 0,15-0,25 μm. V strede každej riasinky sa nachádza axiálne vlákno (axoném) tvorené deviatimi periférnymi dvojitými mikrotubulami navzájom spojenými, ktoré obklopujú axoném. Počiatočná (proximálna) časť mikrotubulu končí vo forme bazálneho telieska umiestneného v cytoplazme bunky a tiež pozostávajúceho z mikrotubulov. Flagely majú podobnú štruktúru ako riasinky, vykonávajú koordinované oscilačné pohyby v dôsledku kĺzania mikrotubulov voči sebe navzájom.

Cytolemma sa podieľa na tvorbe medzibunkových spojení.

Medzibunkové spojenia sa tvoria v miestach kontaktu medzi bunkami, zabezpečujú medzibunkové interakcie. Takéto spojenia (kontakty) sa delia na jednoduché, zubaté a husté. Jednoduché spojenie je konvergencia cytolemm susedných buniek (medzibunkový priestor) vo vzdialenosti 15-20 nm. V zubatom spojení výbežky (zuby) cytolemmy jednej bunky vstupujú (klinujú) medzi zuby inej bunky. Ak sú výbežky cytolemmy dlhé, hlboko vstupujú medzi rovnaké výbežky inej bunky, potom sa takéto spojenia nazývajú prstovité (interdigitácie).

V špeciálnych hustých medzibunkových spojoch je cytoléma susedných buniek tak blízko, že sa navzájom spájajú. Vzniká tak tzv. blokovacia zóna, nepriepustná pre molekuly. Ak dôjde k hustému spojeniu cytolémy v obmedzenej oblasti, vytvorí sa adhézne miesto (dezmozóm). Dezmozóm je oblasť s vysokou elektrónovou hustotou s priemerom až 1,5 μm, ktorá plní funkciu mechanického spojenia jednej bunky s druhou. Takéto kontakty sú bežnejšie medzi epitelovými bunkami.

Existujú aj medzerovité spojenia (nexusy), ktorých dĺžka dosahuje 2 – 3 µm. Cytolemy v takýchto spojeniach sú od seba vzdialené 2 – 3 nm. Ióny a molekuly ľahko prechádzajú cez takéto kontakty. Preto sa nexusy nazývajú aj vodivé spojenia. Napríklad v myokarde sa excitácia prenáša z jedného kardiomyocytu na druhý prostredníctvom nexusov.

[ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Hyaloplazma

Hyaloplazma (hyaloplasma; z gréckeho hyalinos - priehľadný) tvorí približne 53-55% celkového objemu cytoplazmy a vytvára homogénnu hmotu komplexného zloženia. Hyaloplazma obsahuje bielkoviny, polysacharidy, nukleové kyseliny a enzýmy. Za účasti ribozómov sa v hyaloplazme syntetizujú bielkoviny a prebiehajú rôzne medziprodukty výmeny. Hyaloplazma obsahuje aj organely, inklúzie a bunkové jadro.

[ 6 ], [ 7 ]

Bunkové organely

Organely (organely) sú povinné mikroštruktúry pre všetky bunky, ktoré vykonávajú určité životne dôležité funkcie. Rozlišuje sa medzi membránovými a nemembránovými organelami. Membránové organely, oddelené od okolitej hyaloplazmy membránami, zahŕňajú endoplazmatické retikulum, vnútorný sieťový aparát (Golgiho komplex), lyzozómy, peroxizómy a mitochondrie.

Membránové organely bunky

Všetky membránové organely sú tvorené elementárnymi membránami, ktorých princíp organizácie je podobný štruktúre cytolém. Cytofyziologické procesy sú spojené s neustálou adhéziou, fúziou a separáciou membrán, pričom adhézia a zjednotenie sú možné iba topologicky identických membránových monovrstiev. Vonkajšia vrstva akejkoľvek membrány organely smerujúca k hyaloplazme je teda identická s vnútornou vrstvou cytolémy a vnútorná vrstva smerujúca do dutiny organely je podobná vonkajšej vrstve cytolémy.

Membránové organely bunky

Nemembránové organely bunky

Medzi nemembránové organely bunky patria centrioly, mikrotubuly, filamenty, ribozómy a polyzómy.

Nemembránové organely bunky

Transport látok a membrán v bunke

Látky cirkulujú v bunke a sú zabalené v membránach („pohyb obsahu bunky v nádobách“). Triedenie látok a ich pohyb sú spojené s prítomnosťou špeciálnych receptorových proteínov v membránach Golgiho komplexu. Transport cez membrány, vrátane plazmatickej membrány (cytolémy), je jednou z najdôležitejších funkcií živých buniek. Existujú dva typy transportu: pasívny a aktívny. Pasívny transport nevyžaduje výdaj energie, aktívny transport je závislý od energie.

Transport látok a membrán v bunke

Bunkové jadro

Jadro (s. karyon) je prítomné vo všetkých ľudských bunkách okrem erytrocytov a trombocytov. Funkciou jadra je ukladanie a prenos dedičnej informácie do nových (dcérskych) buniek. Tieto funkcie sú spojené s prítomnosťou DNA v jadre. V jadre prebieha aj syntéza bielkovín - ribonukleovej kyseliny RNA a ribozomálnych materiálov.

Bunkové jadro

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Bunkové delenie. Bunkový cyklus

Rast organizmu nastáva v dôsledku zvýšenia počtu buniek delením. Hlavnými metódami bunkového delenia v ľudskom tele sú mitóza a meióza. Procesy, ktoré prebiehajú počas týchto metód bunkového delenia, prebiehajú rovnakým spôsobom, ale vedú k rôznym výsledkom.

Bunkové delenie: bunkový cyklus

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]