1. Buněčná biologie

1. 1 Struktura a funkce buněk

Buňka je nejmenší jednotkou života, ze které se skládají všechny živé organismy. Každá buňka má určitou strukturu, která jí umožňuje vykonávat různé funkce. Existují dva hlavní typy buněk:

• Prokaryotická buňka: Tento typ buňky je jednodušší a najdeme ho například u bakterií. Prokaryotické buňky nemají jádro ani jiné membránové organely (části buňky ohraničené membránou).

• Eukaryotická buňka: Tento typ buňky je složitější a nachází se u rostlin, živočichů, hub a prvoků. Eukaryotické buňky mají jádro, kde je uložena DNA, a další organely, které mají různé funkce.

Hlavní části eukaryotické buňky:

• Plazmatická membrána: Tenká vrstva, která obklopuje buňku a odděluje ji od okolí. Funguje jako brána, která kontroluje, co do buňky vstupuje a co z ní odchází.

• Cytoplazma: Vnitřní prostředí buňky, které je naplněno gelovitou hmotou. Cytoplazma obsahuje organely a probíhá v ní mnoho důležitých procesů.

• Jádro: Je to "řídicí centrum" buňky. Obsahuje genetický materiál (DNA), který určuje, jaké vlastnosti bude organismus mít.

• Ribozomy: Malé struktury, které vyrábějí bílkoviny (proteiny). Tyto bílkoviny jsou nezbytné pro růst a funkci buňky.

• Endoplazmatické retikulum (ER):

  • Hladké ER: Nemá na sobě ribozomy a podílí se na výrobě tuků a detoxikaci (čištění) buňky.

  • Drsné ER: Má na sobě ribozomy a pomáhá při výrobě bílkovin, které pak buňka potřebuje pro svůj chod.

• Golgiho aparát: Funguje jako "pošta" buňky – upravuje, třídí a rozesílá bílkoviny a další látky na místa, kde jsou potřeba.

• Mitochondrie: Jsou to "elektrárny" buňky, které vyrábějí energii potřebnou pro všechny procesy v buňce.

• Lysozomy: Obsahují enzymy, které pomáhají rozkládat nepotřebné nebo poškozené části buňky, aby se mohly znovu použít nebo odstranit.

• Cytoskelet: Síť vláken, která dává buňce tvar a pomáhá jí pohybovat se nebo měnit tvar.

1.2 Buněčný cyklus

Buňky se neustále obnovují, a to pomocí buněčného cyklu, který zahrnuje růst buňky a její následné rozdělení na dvě nové buňky. Tento proces se skládá z několika fází:

• Interfáze: Buňka roste, vykonává své funkce a připravuje se na dělení.

  • G1 fáze: Buňka roste a tvoří bílkoviny.

  • S fáze: Buňka kopíruje (replikuje) svou DNA, aby obě nové buňky měly stejný genetický materiál.

  • G2 fáze: Buňka se připravuje na dělení, vytváří potřebné enzymy.

• Mitóza (M fáze): Buňka se rozdělí na dvě nové buňky, které jsou geneticky identické s původní buňkou.

  • Profáze: Chromozomy se zhušťují a jaderná membrána se začíná rozpadat.

  • Metafáze: Chromozomy se seřadí uprostřed buňky.

  • Anafáze: Chromozomy se rozdělí na dvě poloviny a každá polovina se přesune k opačným pólům buňky.

  • Telofáze: Chromozomy se začínají rozbalovat a okolo nich se znovu tvoří jaderná membrána.

• Cytokineze: Cytoplazma buňky se rozdělí na dvě nové buňky, které jsou identické s původní buňkou.

1.3 Dělení buněk

Buňky se mohou dělit dvěma způsoby:

• Mitóza: Tento proces zajišťuje růst organismu a opravu poškozených tkání. Výsledkem mitózy jsou dvě nové buňky, které mají stejný počet chromozomů jako původní buňka.

• Meióza: Speciální druh dělení, který se odehrává při tvorbě pohlavních buněk (například vajíček a spermií). Při meióze se buňka rozdělí dvakrát, což vede ke vzniku čtyř nových buněk, z nichž každá má poloviční počet chromozomů oproti původní buňce. Tento proces zajišťuje, že potomci mají kombinaci vlastností od obou rodičů.