Bunky, ktoré tvoria tkanivá zástupcov flóry a fauny, majú výrazné rozdiely vo veľkosti, tvare a základných prvkoch. Všetky však vykazujú podobnosti v hlavných črtách rastu, metabolizmu, životnej aktivity, podráždenosti, schopnosti meniť sa a vývoja. Ďalej sa pozrime bližšie na štruktúru rastlinnej bunky (tabuľka hlavných komponentov bude uvedená na konci článku).
Stručné historické pozadie
Pomocou osmotického šoku v roku 1925 Grendel a Gorter získali prázdne erytrocytové schránky, ich takzvané „tiene“. Boli naukladané na hromadu, čím sa určovala ich plocha. Lipidy sa izolovali použitím acetónu. Stanovil sa aj ich počet na jednotku plochy erytrocytov. Napriek chybám vo výpočtoch bol odvodený náhodne správny výsledok a bola objavená lipidová dvojvrstva.
Všeobecné informácie
Biológia je náuka o vývoji a raste tkanivových prvkov zástupcov flóry a fauny. Štruktúra rastlinnej bunky je komplexnátri neoddeliteľne spojené komponenty:
- Jadro. Od cytoplazmy je oddelený poréznou membránou. Obsahuje jadierko, jadrovú šťavu a chromatín.
- Cytoplazma a komplex špecializovaných štruktúr - organely. K tým druhým patria najmä plastidy, mitochondrie, lyzozómy a Golgiho komplex, bunkové centrum. Organely sú vždy prítomné. Okrem nich existujú aj dočasné útvary nazývané inklúzie.
- Štruktúra, ktorá tvorí povrch, je obal rastlinnej bunky.
Funkcie povrchového zariadenia
V leukocytoch a jednobunkových organizmoch bunková membrána zabezpečuje prenikanie vody, iónov, malých molekúl iných zlúčenín. Proces, počas ktorého dochádza k prenikaniu pevných častíc, sa nazýva fagocytóza. Ak kvapky tekutých zlúčenín padajú, potom hovoria o pinocytóze.
Organoidy
Nachádzajú sa v eukaryotických bunkách. Biologické premeny, ktoré sa vyskytujú v bunke, sú spojené s organelami. Pokrýva ich dvojitá membrána – plastidy a mitochondrie. Obsahujú vlastnú DNA, ako aj aparát na syntézu bielkovín. Reprodukcia prebieha delením. V mitochondriách sa okrem ATP v malom množstve syntetizuje aj proteín. Plastidy sú prítomné v rastlinných bunkách. Ich rozmnožovanie sa vykonáva delením.
Membrána
Je chybou predpokladať, že vonkajšou vrstvou bunky je cytoplazma. Membrána je molekulárne elastická štruktúra. Vonkajšia vrstva bunky je tzvpovrchový aparát, prostredníctvom ktorého sa uskutočňuje oddelenie obsahu od vonkajšieho prostredia. Bunková membrána má rôzne funkcie. Jednou z hlavných úloh je zabezpečiť celistvosť celého prvku. Vo vnútri sa nachádzajú aj štruktúry, ktoré delia bunku na takzvané kompartmenty. Tieto uzavreté zóny sa nazývajú organely alebo kompartmenty. V rámci nich sú dodržané určité podmienky. Funkciou bunkovej membrány je regulovať výmenu medzi prostredím a bunkou.
Membrána
Aká je štruktúra bunkovej membrány? Bunková membrána je dvojvrstva (dvojitá) molekúl triedy lipidov. Väčšina z nich sú lipidy komplexného typu - fosfolipidy. Molekuly obsahujú hydrofóbne (chvost) a hydrofilné (hlava) časti. Keď sa vytvorí bunková stena, chvosty sa otáčajú dovnútra a hlavy sa otáčajú opačným smerom. Membrány sú nemenné štruktúry. Škrupina živočíšnej bunky má veľa podobností s prvkom predstaviteľa flóry. Hrúbka membrány je asi 7-8 nm. Biologická vonkajšia vrstva bunky zahŕňa rôzne proteínové zlúčeniny: semiintegrálne (na jednom konci ponorené do vonkajšej alebo vnútornej lipidovej vrstvy), integrálne (prenikajúce cez), povrchové (susediace s vnútornými stranami alebo umiestnené na vonkajšej strane). Množstvo proteínov je spojovacími bodmi membrány a cytoskeletu vo vnútri bunky a vonkajšej steny (ak je prítomná). Niektoré integrálne zlúčeniny fungujú ako iónové kanály, rôzne receptory a transportéry.
Obranná úloha
Štruktúra bunkovej membrány do značnej miery určuje jej aktivitu. Membrána má najmä selektívnu permeabilitu. To znamená, že stupeň priepustnosti molekúl cez membránu závisí od ich veľkosti, chemických vlastností a elektrického náboja. Hlavná funkcia, ktorú vykonáva vonkajšia vrstva bunky, sa nazýva bariéra. Vďaka tomu je zabezpečená selektívna, regulovaná, aktívna a pasívna výmena zlúčenín s okolím. Napríklad membrána peroxizómov chráni cytoplazmu pred nebezpečnými peroxidmi.
Doprava
Vonkajšou vrstvou bunky dochádza k prechodu látok. Vďaka transportu je zabezpečený prísun nutričných zložiek, eliminácia konečných produktov metabolického procesu, sekrécia rôznych látok, tvorba iónových zložiek. Okrem toho sa v bunke udržiava optimálne pH a koncentrácia iónov potrebných na fungovanie enzýmov. Ak z nejakého dôvodu potrebné častice nemôžu prejsť cez fosfolipidovú dvojvrstvu, napríklad kvôli hydrofilným vlastnostiam, keďže membrána je vo vnútri hydrofóbna, alebo kvôli svojej veľkej veľkosti, môžu prejsť cez membránu cez špeciálne transportéry (nosné proteíny), napr. endocytózou alebo proteínovými kanálmi. V procese pasívneho transportu prechádzajú zlúčeniny cez vonkajšiu vrstvu bunky bez energetických nákladov difúziou pozdĺž koncentračného gradientu. Odľahčená implementácia sa považuje za jednu z možností tohto procesu. V tomto prípade špecifická molekula pomáha látke prejsť cez vonkajšiu vrstvu bunky. Vieexistuje kanál, ktorý je schopný prepúšťať látky iba typu 1. Aktívna doprava si vyžaduje energiu. Je to spôsobené tým, že k pohybu v tomto prípade dochádza nepriamo ku koncentračnému gradientu. V tomto prípade membrána obsahuje špeciálne pumpové proteíny, vrátane ATPázy, ktorá pomerne aktívne pumpuje draselné ióny do bunky a pumpuje ióny sodíka.
Iné úlohy
Vonkajšia vrstva bunky vykonáva maticovú funkciu. Tým je zabezpečené určité vzájomné usporiadanie a orientácia zlúčenín membránových proteínov, ako aj ich optimálna interakcia. Vďaka mechanickej funkcii je zabezpečená autonómia bunky a vnútorných štruktúr, ako aj prepojenie s ostatnými bunkami. V tomto prípade majú steny štruktúr veľký význam u predstaviteľov flóry. U zvierat zabezpečenie mechanickej funkcie závisí od medzibunkovej látky. Membrány tiež vykonávajú energetické úlohy. V procese fotosyntézy v chloroplastoch a bunkového dýchania v mitochondriách sa v ich stenách aktivujú systémy prenosu energie. V nich, ako v mnohých iných prípadoch, sa podieľajú bielkoviny. Jednou z najdôležitejších je funkcia receptora. Niektoré proteíny, ktoré sa nachádzajú v membráne, sú receptory. Vďaka týmto molekulám môže bunka vnímať určité signály. Napríklad steroidy cirkulujúce v krvnom obehu ovplyvňujú len tie cieľové bunky, ktoré majú receptory zodpovedajúce určitým hormónom. Existujú aj neurotransmitery. Tieto chemickéspojenia zabezpečujú prenos impulzov. Majú tiež spojenie so špecifickými cieľovými proteínmi. Membránové zložky sú často enzýmy. Preto enzymatická funkcia bunkovej membrány. Tráviace zlúčeniny sú prítomné v plazmatických membránach prvkov črevného epitelu. Biopotenciály sa vytvárajú a vedú vo vonkajšej vrstve bunky.
Koncentrácia iónov
Pomocou membrány je vnútorný obsah iónu K+ udržiavaný na vyššej úrovni ako vonku. Zároveň je koncentrácia Na+ výrazne nižšia ako navonok. Toto je obzvlášť dôležité, pretože poskytuje potenciálny rozdiel naprieč stenou a generovanie nervového impulzu.
Značenie
Na membráne sú antigény, ktoré fungujú ako nejaké „štítky“. Označenie umožňuje bunku identifikovať. Úlohu „antén“zohrávajú glykoproteíny – proteíny s oligosacharidovými rozvetvenými bočnými reťazcami, ktoré sú k nim pripojené. Pretože existuje nespočetné množstvo konfigurácií bočných reťazcov, je možné vytvoriť marker pre každú skupinu buniek. Pomocou nich sú niektoré prvky rozpoznané inými, čo im zase umožňuje konať v zhode. Stáva sa to napríklad pri tvorbe tkanív a orgánov. Podľa rovnakého mechanizmu imunitný systém rozpoznáva cudzie antigény.
Zloženie a štruktúra
Ako je uvedené vyššie, bunkové membrány sa skladajú z fosfolipidov. Okrem nich však štruktúra obsahujecholesterol a glykolipidy. Posledne menované sú lipidy s pripojenými sacharidmi. Glyko- a fosfolipidy, ktoré tvoria najmä bunkové membrány, pozostávajú z 2 dlhých hydrofóbnych sacharidových „chvostov“. Sú spojené s hydrofilnou, nabitou "hlavou". Vďaka prítomnosti cholesterolu má membrána potrebnú úroveň tuhosti. Zlúčenina zaberá voľný priestor medzi lipidovými hydrofóbnymi chvostíkmi, čím zabraňuje ich ohýbaniu. V tomto ohľade sú tie membrány, v ktorých je menej cholesterolu, pružnejšie a mäkšie a kde je ho viac, je naopak väčšia tuhosť a krehkosť stien. Okrem toho zlúčenina pôsobí ako zátka, ktorá zabraňuje pohybu polárnych molekúl z bunky do bunky. Zvlášť dôležité sú proteíny, ktoré prenikajú cez membránu a sú zodpovedné za jej rôzne vlastnosti. Jeden alebo druhý obal rastlinnej bunky má proteíny definované zložením a orientáciou.
Anulární lipidy
Tieto zlúčeniny sa nachádzajú vedľa bielkovín. Prstencové lipidy sú však usporiadanejšie a menej pohyblivé. Obsahujú mastné kyseliny s vyššou saturáciou. Lipidy opúšťajú membrány spolu s proteínovou zlúčeninou. Bez prstencových prvkov nebudú membránové proteíny fungovať. Často sú škrupiny asymetrické. Inými slovami to znamená, že vrstvy majú rôzne lipidové zloženie. Vonkajšie obsahuje najmä glykolipidy, sfingomyelíny, fosfatidylcholín, fosfatidylnoitol. Vnútorná vrstva obsahuje fosfatidylnositol,fosfatidyletanolamín a fosfatidylserín. Prechod z jednej úrovne na inú špecifickú molekulu je trochu ťažký. Môže sa to však stať spontánne. Stáva sa to približne raz za šesť mesiacov. Prechod sa môže uskutočniť aj pomocou proteínov flippasy a scramblase. Keď sa fosfatidylseryl objaví vo vonkajšej vrstve, makrofágy zaujmú obrannú pozíciu a nasmerujú svoju činnosť na zničenie bunky.
Organelles
Tieto oblasti môžu byť jednotlivé a uzavreté alebo navzájom spojené, oddelené membránami od hyaloplazmy. Za jednomembránové organely sa považujú perixizómy, vakuoly, lyzozómy, Golgiho aparát a endoplazmatické retikulum. Dvojité membrány zahŕňajú plastidy, mitochondrie a jadro. Čo sa týka štruktúry membrán, steny rôznych organel sa líšia v zložení bielkovín a lipidov.
Selektívna priepustnosť
Cez bunkové membrány pomaly difundujú mastné a aminokyseliny, ióny a glycerol, glukóza. Samotné steny zároveň aktívne regulujú tento proces, niektoré prechádzajú a iné látky zadržiavajú. Existujú štyri hlavné mechanizmy vstupu zlúčeniny do bunky. Patria sem endo- alebo exocytóza, aktívny transport, osmóza a difúzia. Posledné dve sú pasívnej povahy a nevyžadujú náklady na energiu. Ale prví dvaja sú aktívni. Potrebujú energiu. Pri pasívnom transporte je selektívna permeabilita určená integrálnymi proteínmi - špeciálnymi kanálmi. Membrána cez ne preniká. Tieto kanály tvoria určitý druh priechodu. Pre prvky existujú vlastné bielkovinyCl, Na, K. Čo sa týka koncentračného gradientu, molekuly prvkov sa z neho presúvajú do bunky. Na pozadí podráždenia sa otvárajú kanály sodíkových iónov. Oni zase začnú náhle vstupovať do cely. To je sprevádzané nerovnováhou membránového potenciálu. Potom sa však uzdraví. Draslíkové kanály zostávajú vždy otvorené. Ióny cez ne pomaly vstupujú do bunky.
Na záver
Úlohy a štruktúra rastlinnej bunky sú stručne uvedené nižšie. Tabuľka obsahuje aj informácie o zložení biologického prvku.
| Typy prvkov | Zloženie a funkcie |
| Rastlinné bunky | Vyrobené z vlákna. Poskytuje lešenie a ochranu. |
| Bioelements | Veľmi tenká a elastická vrstva - glykokalyx obsahuje proteíny a polysacharidy. Poskytuje ochranu. |
