Bunka je základná jednotka všetkých organizmov. Stupeň aktivity, schopnosť prispôsobiť sa podmienkam prostredia závisí od jeho stavu. Životné procesy bunky podliehajú určitým vzorcom. Stupeň aktivity každého z nich závisí od fázy životného cyklu. Celkovo sú dve: medzifáza a delenie (fáza M). Prvý trvá medzi vytvorením bunky a jej smrťou alebo rozdelením. Počas interfázy aktívne prebiehajú takmer všetky hlavné procesy vitálnej aktivity bunky: výživa, dýchanie, rast, podráždenosť, pohyb. Reprodukcia buniek sa vykonáva iba vo fáze M.
Medzifázové periódy
Doba rastu buniek medzi deleniami je rozdelená do niekoľkých fáz:
- presyntetický, alebo fáza G-1, - počiatočné obdobie: syntéza messenger RNA, proteínov a niektorých ďalších bunkových prvkov;
- syntetické alebo fáza S: DNA zdvojnásobenie;
- postsyntetická alebo G-2 fáza: príprava na mitózu.
Okrem toho sa niektoré bunky po diferenciácii prestanú deliť. V ichv medzifáze nie je perióda G-1. Sú v takzvanej pokojovej fáze (G-0).
Metabolizmus
Ako už bolo spomenuté, životne dôležité procesy živej bunky z väčšej časti prebiehajú počas medzifázového obdobia. Hlavným je metabolizmus. Vďaka nej prebiehajú nielen rôzne vnútorné reakcie, ale aj medzibunkové procesy, ktoré spájajú jednotlivé štruktúry do celého organizmu.
Metabolizmus má určitý vzorec. Životne dôležité procesy bunky do značnej miery závisia od jej dodržiavania, od absencie akýchkoľvek porúch v nej. Látky, predtým ako zasiahnu vnútrobunkové prostredie, musia preniknúť cez membránu. Potom prechádzajú určitým spracovaním v procese výživy alebo dýchania. V ďalšej fáze sa výsledné produkty spracovania používajú na syntézu nových prvkov alebo transformáciu existujúcich štruktúr. Metabolické produkty zostávajúce po všetkých transformáciách, ktoré sú pre bunku škodlivé alebo jednoducho nepotrebné, sú odvádzané do vonkajšieho prostredia.
Asimilácia a disimilácia
Enzýmy sa podieľajú na regulácii postupných zmien premien jednej látky na druhú. Prispievajú k rýchlejšiemu toku určitých procesov, to znamená, že pôsobia ako katalyzátory. Každý takýto „urýchľovač“ovplyvňuje iba konkrétnu transformáciu, smerujúcu proces jedným smerom. Novovzniknuté látky sú ďalej vystavené pôsobeniu ďalších enzýmov, ktoré prispievajú k ich ďalšej premene.
Zároveň všetkoprocesy vitálnej aktivity buniek sú tak či onak spojené s dvoma opačnými tendenciami: asimiláciou a disimiláciou. Pre metabolizmus je základom ich súhra, rovnováha či nejaký protiklad. Rôzne látky, ktoré prichádzajú zvonku, sa pôsobením enzýmov premieňajú na obvyklé a potrebné pre bunku. Tieto syntetické premeny sa nazývajú asimilácia. Tieto reakcie však vyžadujú energiu. Jeho zdrojom sú procesy disimilácie alebo deštrukcie. Rozklad látky je sprevádzaný uvoľňovaním energie potrebnej na pokračovanie základných procesov vitálnej činnosti bunky. Disimilácia tiež podporuje tvorbu jednoduchších látok, ktoré sa potom využívajú na novú syntézu. Niektoré produkty rozkladu sú odstránené.
Životné procesy bunky sú často spojené s rovnováhou syntézy a rozpadu. Rast je teda možný len vtedy, ak prevládne asimilácia nad disimiláciou. Je zaujímavé, že bunka nemôže rásť donekonečna: má určité hranice, po dosiahnutí ktorých sa rast zastaví.
Infiltrácia
Doprava látok z prostredia do bunky prebieha pasívne a aktívne. V prvom prípade je prenos možný v dôsledku difúzie a osmózy. Aktívny transport je sprevádzaný výdajom energie a často sa vyskytuje v rozpore s týmito procesmi. Prenikajú tak napríklad ióny draslíka. Injikujú sa do bunky, aj keď ich koncentrácia v cytoplazme prevyšuje jej hladinu vprostredie.
Charakteristiky látok ovplyvňujú pre ne stupeň priepustnosti bunkovej membrány. Organické látky teda vstupujú do cytoplazmy ľahšie ako anorganické. Pre priepustnosť je dôležitá aj veľkosť molekúl. Vlastnosti membrány tiež závisia od fyziologického stavu bunky a vlastností prostredia, ako je teplota a svetlo.
Jedlo
Na príjme látok z prostredia sa podieľajú pomerne dobre preštudované životne dôležité procesy: bunkové dýchanie a jej výživa. To posledné sa uskutočňuje pomocou pinocytózy a fagocytózy.
Mechanizmus oboch procesov je podobný, no počas pinocytózy sa zachytávajú menšie a hustejšie častice. Molekuly absorbovanej látky sú adsorbované membránou, zachytené špeciálnymi výrastkami a ponorené s nimi do bunky. V dôsledku toho sa vytvorí kanál a potom sa z membrány obsahujúcej častice potravy objavia bubliny. Postupne sa uvoľňujú z ulity. Ďalej sú častice vystavené procesom veľmi blízkym tráveniu. Po sérii premien sa látky rozložia na jednoduchšie a použijú sa na syntézu prvkov potrebných pre bunku. Zároveň sa časť vzniknutých látok vypúšťa do životného prostredia, pretože nie je predmetom ďalšieho spracovania ani použitia.
Dýchanie
Výživa nie je jediný proces, ktorý prispieva k tomu, že sa v bunke objavia potrebné prvky. Nadýchnite sajeho podstata je mu veľmi podobná. Ide o sériu postupných premien sacharidov, lipidov a aminokyselín, v dôsledku ktorých vznikajú nové látky: oxid uhličitý a voda. Najdôležitejšou časťou procesu je tvorba energie, ktorú bunka ukladá vo forme ATP a niektorých ďalších zlúčenín.
S kyslíkom
Životné procesy v ľudskej bunke, podobne ako v mnohých iných organizmoch, sú nemysliteľné bez aeróbneho dýchania. Hlavnou látkou potrebnou na to je kyslík. Uvoľňovanie tak potrebnej energie, ako aj tvorba nových látok nastáva v dôsledku oxidácie.
Proces dýchania je rozdelený do dvoch fáz:
- glykolýza;
- kyslíkové štádium.
Glykolýza je rozklad glukózy v cytoplazme bunky pôsobením enzýmov bez účasti kyslíka. Pozostáva z jedenástich po sebe nasledujúcich reakcií. V dôsledku toho sa z jednej molekuly glukózy vytvoria dve molekuly ATP. Produkty rozpadu sa potom dostávajú do mitochondrií, kde začína kyslíkové štádium. V dôsledku niekoľkých ďalších reakcií vzniká oxid uhličitý, ďalšie molekuly ATP a atómy vodíka. Vo všeobecnosti bunka prijíma 38 molekúl ATP z jednej molekuly glukózy. Práve kvôli veľkému množstvu uloženej energie sa aeróbne dýchanie považuje za efektívnejšie.
Anaeróbne dýchanie
Baktérie majú iný typ dýchania. Namiesto kyslíka používajú sírany, dusičnany atď. Tento typ dýchania je menej efektívny, ale zohráva obrovskú úlohu.úlohu v kolobehu hmoty v prírode. Vďaka anaeróbnym organizmom sa uskutočňuje biogeochemický cyklus síry, dusíka a sodíka. Vo všeobecnosti procesy prebiehajú podobne ako dýchanie kyslíka. Po ukončení glykolýzy vstupujú výsledné látky do fermentačnej reakcie, ktorej výsledkom môže byť etylalkohol alebo kyselina mliečna.
Podráždenosť
Bunka neustále interaguje s prostredím. Reakcia na vplyv rôznych vonkajších faktorov sa nazýva podráždenosť. Vyjadruje sa prechodom bunky do excitabilného stavu a výskytom reakcie. Typ reakcie na vonkajší vplyv sa líši v závislosti od funkčných vlastností. Svalové bunky reagujú kontrakciou, žľazové bunky sekréciou a neuróny generovaním nervového impulzu. Práve podráždenosť je základom mnohých fyziologických procesov. Vďaka nej sa vykonáva napríklad nervová regulácia: neuróny sú schopné prenášať vzruchy nielen na podobné bunky, ale aj na prvky iných tkanív.
Division
Existuje teda určitý cyklický vzor. Životné procesy bunky sa v nej opakujú počas celého obdobia medzifázy a končia buď smrťou bunky, alebo jej delením. Samoreprodukcia je kľúčom k zachovaniu života vo všeobecnosti po zániku konkrétneho organizmu. Počas rastu buniek asimilácia prevyšuje disimiláciu, objem rastie rýchlejšie ako povrch. V dôsledku toho procesyvitálna aktivita bunky je inhibovaná, začínajú hlboké transformácie, po ktorých je existencia bunky nemožná, pokračuje k deleniu. Na konci procesu sa tvoria nové bunky so zvýšeným potenciálom a metabolizmom.
Nedá sa povedať, ktoré procesy vitálnej aktivity buniek zohrávajú najdôležitejšiu úlohu. Všetky sú navzájom prepojené a nezmyselné v izolácii od seba. Jemný a dobre premazaný mechanizmus práce, ktorý existuje v bunke, nám opäť pripomína múdrosť a vznešenosť prírody.
