Biológia bunky

V roku 1831 bola formulovaná bunková teória (Schlieden a Schwann), ktorá hovorí: Bunka je základná stavebná jednotka všatkých živých organizmov – je nositeľkou všetkých životných funkcií. Môže vzniknúť iba delením z už existujúcej materskej bunky.

Chemické zloženie bunky

1. voda – 60–90%, univerzálne rozpúšťadlo, tvorí prostredie pre biochemické procesy prebiehajúce v bunke

Množstvo vody v bunke závisí od niekoľkých faktorov:
a) od typu bunky (iný obsah má bunka dužiny melóna a iný bunka orechovej škrupiny)
b) od prostredia, v ktorom organizmus žije (bunky medúzy obsahujú až 99% vody)
c) od ontogenetického veku organizmu – staré bunky majú oveľa menší obsah vody

1. organické a anorganické látky – 40–60%, po odstránení vody tvoria sušinu
   1. anorganické – sú významnou súčasťou bunky, ovplyvňujú fyzikálne a chemické vlastnosti buniek Ich hlavnou funkciou je udržiavať stálosť vnútorného prostredia – homeostázu. Napr. ióny Cl-, CO32-, HCO3-, Ca2+, Na+, K+, Mg2+, Fe2+ a iné.
   2. organické – najväčšie zastúpenie majú sacharidy, tuky, bielkoviny a nukleové kyseliny.

Sacharidy (cukry)

Prírodné organické zlúčeniny, ktoré rozdeľujeme na 3 skupiny:

1. monosacharidy – základný je glukóza – primárny a jediný zdroj energie pre bunky
2. disacharidy – sacharóza, maltóza a laktóza
3. polysacharidy – škrob – zásobný polysacharid rastlín, glykogén – zásobný polysacharid živočíchov, chitín – stavebná funkcia (hmyz, huby), celulóza – stavebná funkcia (hlavná zložka bunkových stien)

Funkcie:

1. zdroj energie
2. zásobárňa energie
3. stavebná funkcia

Lipidy (tuky)

Estery vyšších karboxylových kyselín s trojsýtnym alkoholom glycerolom.

Funkcie:

1. stavebná funkcia – fosfolipidy sú dôležitou súčasťou biomembrán
2. sekundárny zdroj energie – pri spálení 1g tuku sa uvoľní 38kJ energie
3. dôležité rozpúšťadlo niektorých látok – napr. vitamínov
4. prenos nervového vzruchu
5. regulácia – sú zložkou niektorých hormónov a vitamínov
6. zásobná látka

Nukleove kyseliny

Predstavujú makromolekulové látky, ktoré vznikajú spájaním menších molekúl nukleotidov. Každý nukleotid je zložený z dusíkatej bázy, päťuhlíkového cukru (pentózy) a kyseliny fosforečnej. Pentózy nukleotidov môže byť ribóza, vtedy hovoríme o RNA, alebo deoxyribóza, vtedy hovoríme o DNA.

Nukleové kyseliny zodpovedajú za organizáciu a rozmnožovanie bunky. Zaznamenávajú genetickú informáciu a prostredníctvom pohlavného rozmnožovania zabezpečujú prenos znakov a vlastnosti na potomkov.

Proteíny (bielkoviny)

Makromolekulové látky, ktoré sú zložené z aminokyselín navzájom pospájaných peptidovou väzbou do dlhých reťazcov. Typ a funkcie bielkovín závisia od typu aminokyselín, ktoré ju tvoria, od poradia (sekvencie) aminokyselín v polypeptidovom reťazci.

Podľa funkcie rozoznávame bielkoviny:

1. enzýmy – majú dôležitú úlohu v procese bunkového metabolizmu, katalizujú rozpad a tvorbu chemických väzieb
2. štruktúrne proteíny – tubulín tvoriaci v bunkách dlhé a pevné vlákna, aktín – podporuje cytoplazmatickú membránu, keratín – základná zložka vlasov a nechtov
3. transportné proteíny – hemoglobín – transportuje dýchacie plyny O2 a CO2
4. pohybové proteíny – zabezpečujú pohyb, napr. aktín a myozín – kontraktilné bielkoviny prítomné v svalových vláknach
5. zásobné proteíny – uskladňujú malé molekuly alebo ióny, napr. feritín – uskladňuje v bunkách pečene železo
6. signálne proteíny – prenášajú informačné signály z bunky do bunky, napr. hormóny a rastové faktory
7. receptorové proteíny – zachytávajú v bunkách chemické a fyzikálne signály, ktoré potom odovzávajú na spracovanie. Napr. rhodopsín, ktorý v očnej sietnici zachytáva svetlo aleboacetylcho­línový receptor v membráne svalových buniek, ktorý prijíma signály zo zakončenia neurónu.

Bielkoviny sú látky špecifické voči biologickým druhom. Aj v rámci jedného druhu sa jedince navzájom líšia svojím bielkovinovým zložením. Proti prítomnosti cudzorodej bielkoviny (antigénu) sa organizmy bránia tvorbou protilátok.