Víme vše

Buňka (cellula) je základní stavební a funkční jednotkou živých organismů (netýká se nebuněčných virů, viroidů a virusoidů). Zatímco některé organismy jsou pouze jednobuněčné (např. bakterie), jiné organismy tak jako třeba člověk jsou mnohobuněčné a jejich těla se skládají z obrovského počtu velmi specializovaných buněk.

Podle Buněčné teorie, kterou v roce 1838 zavedli botanik Matthias Jakob Schleiden a fyziolog Theodor Schwann a která je dodnes základním nosným pilířem cytologie (buněčné biologie) a vlastně moderní biologie vůbec, je každý organismus z buněk přímo složen nebo na jiných buňkách existenčně závislý (viry), žádná buňka nemůže vzniknout jinak než zase z buňky a mateřská buňka předává dceřiné buňce potřebnou děděnou informaci k reprodukci sebe sama i ke své funkci. Rozlišujeme dva základní, různě vnitřně uspořádané a různě fylogeneticky pokročilé typy buněk - prokaryotické a eukaryotické buňky.

Srovnání eukaryotických a prokaryotických buněk

Prokaryotická buňka

Podrobnější informace naleznete v článku Prokaryota.

Prokaryota, z řeckého pro (před) a karyon (jádro), je označení pro evolučně velmi staré organismy, možná nejstarší buněčné organismy vůbec. Do prokaryot jsou řazeny domény Bakterie a Archea. Jsou jednobuněčné, ale mohou tvořit kolonie. Prokaryotická buňka je podstatně jednodušší a menší než buňka eukaryot.

• je haploidní, vlákno DNA není membránou odděleno od cytoplazmy
• může obsahovat plazmidy
• s výjimkou jednoduchých váčků nemá vnitřní systém membrán členící buňku
• má prokaryotický typ ribozomů (70S)
• má-li bičík, tak prokaryotického (bakteriálního) typu
• má buněčnou stěnu obsahující peptidoglykan
• nevytváří mnohobuněčné organismy, nanejvýše kolonie

Zajímavostí je to, že sinice mohou obsahovat heterocyty, specializované tlustostěnné buňky, ve kterých může probíhat anaerobní fixace dusíku.

Eukaryotická buňka

Podrobnější informace naleznete v článku Eukaryota.

Eukaryotickou buňku mají veškeré organismy náležející do nadříše Eukaryota, tedy veškeří prvoci, živočichové, rostliny a houby. Nicméně, jejich buňky se mezi sebou navzájem ještě dále liší. Eukaryotické buňky jsou oproti prokaryotickým buňkám evolučně vyspělejší, jejich složitější vnitřní strukturace jim umožňuje stavbu a výživu výrazně větších buněk a je také předpokladem pro mezibuněčnou spolupráci potřebnou u mnohobuněčných organizmů.

Rysy, kterými se eukaryotická buňka vyznačuje

Podrobnější informace naleznete v článku Buněčné organely a struktury.

• Jádro (-karyon, dává eukaryotám jejich název) je vždy přítomné. Je ohraničeno dvojitou membránou a uvnitř je uchovávána genetická informace ve formě DNA.
• Eukaryotická buňka je obvykle výrazně větší než buňka prokaryotická
• Endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex (GA), vakuoly a ostatní endozomální struktury, vytváří vnitřní systém membrán, kterým je buňka dále členěna a umožňuje jí lepší organizaci složitějších životních pochodů.
• Semiautonomní organely jsou organely, které zřejmě vznikly symbiotickou fúzí s původní buňkou, proto jsou odděleny od okolní cytoplazmy dvěma membránami. Udílí jí nové schopnosti, které jsou pak nezbytné pro život vícebuněčných organizmů. Mitochondrie jsou přítomny ve všech živých buňkách a dávají eukaryotám schopnost získávat energii dýcháním, plastidy se vyskytují jen u některých eukaryot (zvláště u rostlin, pro něž jsou zásadní) a některé jejich typy (jmenovitě chloroplasty umožňují rostlinám fotosyntézu).
• Cytoskelet tvořený aktinovými mikrofilamenty(mikrovlákny) a mikrotubuly udržuje její tvar a tvoří „kolejnice“ pro cílený pohyb čehokoliv uvnitř buněk.
• Má-li bičíky nebo brvy, jsou eukaryotického typu
• Má eukaryotický typ ribozomů (80S)

Specializované buňky Eukaryot

• vajíčko
• spermie
• neuron
• krvinky - červená krvinka, bílá krvinka

Srovnání rostlinné a živočišné buňky

Rostliny i živočichové mají eukaryotickou buňku, ale mezi buňkou rostlinnou a živočišnou existují značné rozdíly.

Živočišným buňkám chybí celulózní buněčná stěna a během diferenciace se nezvětšují. Živočišné buňky bývají zpravidla velmi malé, do 20 mikrometrů. Mívají zpravidla jen jedno jádro, ale jsou i výjimky (buňky v játrech, v chrupavkách - obsahují makronukleus a mikronukleus. Buňky, které odbourávají kostní tkáň (takzvané osteoklasty) mají až 100 jader. V živočišných tkáních známe i mnohojaderné útvary, které vznikají buď dělením jádra, přičemž se nedělí cytoplazma (plazmodium) nebo splynutím více buněk v jediný útvar (syncytium, např. srdeční tkáň). Na druhou stranu Červené krvinky člověka jsou bezjaderné. Jádro je většinou uloženo v centru buňky. Výjimky tvoří pouze buňky, v nichž se hromadí rezervní látky.

Buněčná fyziologie

Osmotické jevy v buňce

Jsou způsobeny průchodem látek (H2O) přes cytoplazmatickou membránu, která je polopropustná (semipermeabilní).

Osmóza je vyrovnávání koncentrací dvou roztoků o nestejné koncentraci přes semipermeabilní membránu. Prostupují pouze molekuly vody směrem do místa s vyšší koncentrací rozpuštěných látek  následuje vyrovnání koncentrací.

Buňka se může nacházet v prostředí:

1. izotonickém (izoosmotickém), koncentrace látek v prostředí je stejná jako koncentrace v buňce  nedochází ke změnám.
2. hypotonickém, koncentrace látek v prostředí je nižší než koncentrace látek v buňce  voda proniká do buňky. Živočišná buňka praskne = plazmoptýza. (osmotická lýza buňky). Rostlinná buňka odolává díky přítomnosti buněčné stěny.
3. hypertonickém, koncentrace látek v prostředí je vyšší než koncentrace látek v buňce  dochází k odnímání vody z buňky.

Živočišná buňka se svrašťuje = plasmolýza. Rostlinná buňka - protoplast se odděluje od buněčné stěny = plasmolýza. Zpětný proces se nazývá deplasmolýza.

Buněčné dělení

Podrobnější informace naleznete v článcích Buněčné dělení a Buněčný cyklus.

Buněčné dělení představuje část buněčného cyklu, během kterého se rodičovská buňka rozdělí na dceřiné buňky. Obvykle mu předchází dělení buněčného jádra (u Eukaryot).

Reprodukce eukaryotické buňky

Reprodukce (rozmnožování) je obecná vlastnost všech živých soustav. Buňky se množí dělením: z jedné buňky mateřské vznikají dvě buňky dceřiné.

Formy reprodukce buňky: • amitóza - dělení přímé • meióza - dělení redukční • mitóza - dělení nepřímé

1) amitóza Prosté přeškrcení jádra na dvě poloviny. Pouze zvláštní případy - např. nádorové bujení, množení jaterních buněk a nálevníků (v poslední době odklon od amitózy - nebyla věrohodně doložena).

2) meióza Zvláštní typ buněčného dělení, při kterém vznikají haploidní pohlavní buňky - gamety nebo haploidní výtrusy (spory). Chromozómy jsou v buněčných jádrech somatických (tělních) buněk přítomny vždy v párech. Každý chromozóm je v jádře tedy obsažen dvakrát. Párové chromozómy se označují jako chromozómy homologické. Párová přítomnost chromozómů v jádře se nazývá diploidie (2n). V jádrech pohlavních buněk- gamet je však z každého páru homologických chromozómů přítomen jen jeden chromozóm. Počet je snížen na polovinu, gamety jsou tedy haploidní (n). Ke snížení počtu chromozómů z diploidního počtu na haploidní dochází v průběhu redukčního dělení (meiózy). Z cytologického hlediska tvoří meiózu dvě po sobě jdoucí modifikované mitózy.

3) mitóza Dokonalé rozdělení genetického materiálu mezi dvě dceřiné buňky. Jádro podléhající mitóze vytváří tzv. mitotickou figuru, jejímiž charakteristickými částmi jsou chromozómy a dělící vřeténko. Mitóza probíhá ve 4 fázích:

Během mitózy probíhají dva odlišné procesy. Nejprve probíhá tzv. karyokineze - rozdělení jádra. Ta probíhá během prvních tří fází mitózy. Ve čtvrté fázi probíhá tzv. cytokineze - dělení buňky. Proběhne-li karyokineze bez následné cytokineze, vznikají mnohojaderné buňky (polyploidní). Po rozdělení vstupuje buňka do stádia interfáze (klidové období vzhledem k rozmnožování). V této době funguje metabolismus buňky: buňka roste, vytvářejí se potřebné organely, buňka koná svou funkci.

Buněčný růst

Podrobnější informace naleznete v článku Buněčný růst.

Diferenciace a specializace buněk

     Podrobnější informace naleznete v článcích Diferenciace buněk a totipotence

Buněčný metabolismus

     Podrobnější informace naleznete v článcích Proteosyntéza a translace

Související články

• Eukaryotická buňka
• Cytologie (+ cytogenetika - mikrobiologie))
• Biotechnologie (Rostlinné biotechnologie - rostlinné explantáty)
• Čistá kultura (Živná půda - Buněčná linie)
• Tkáň
• Pletivo

Externí odkazy

The Inner Life of a Cell, známá animace

• Cytology and Genetics
• Prezentace a vizualizace buňky v 3D