UČÍME SE BIOLOGII

Buňka je nejjednodušší a nejmenší známý útvar schopný všech životních projevů. Má všechny podstatné složky potřebné k samostatnému životu

• Metabolický aparát (soubor enzymů, které přeměňují živiny a uvolňují z nich energii potřebnou k životním projevům buňky)
• Od okolí je oddělena plazmatickou membránou, která umožňuje udržovat stálé vnitřní prostředí (homeostázu) a také zajišťuje přijímání živin z vnějšího prostředí
• Obsahuje DNA a na ni napojený enzymatický aparát, který zajišťuje přenos genetické informace pro syntézu proteinů potřebných pro růst buňky a dělení buňky na dvě zcela identické buňky dceřinné

Buňky jsou odpovědné za veškerou aktivitu organismu, protože většina dějů probíhá právě v buňkách. Jednobuněčné organismy v příznivých podmínkách rostou a rozmnožují se, zatímco v mnohobuněčných organismech diferencované buňky obvykle zastaví svůj růst, ale dále v nich probíhá přeměna látek.

Chemické složení buňky

Chemické prvky a molekuly můžeme v rámci chemického složení buňky rozdělit do 4 hlavních skupin:

• Biogenní prvky
• Voda a anorganické látky
• Nízkomolekulární organické látky
• Vysokomolekulární orgaické látky

Biogenní prvky

Podle množství prvku v buňce dělíme biogenní prvky na makrobiogenní (je ho velké množství) a mikrobiogenní (malé množství).

Makrobiogenní prvky

Buňku tvoří hlavně voda a organické látky, proto jsou v buňce nejvíce obsaženy prvky vodík (H), kyslík (O), uhlík (C), dusík (N), fosfor (P) a síra (S). Tyto prvky najdeme ve všech proteinech a nukleových kyselinách, v cukrech a buněčných lipidech. K makrobiogenním prvkům řadíme také volné ionty např. draselný (K+), sodný (Na+), chloridový (Cl-) nebo hořečnatý (Mg2+). Vápenaté ionty (Ca2+) jsou vázány na organické sloučeniny. K makrobiogenním prvkům můžeme zařadit také železo (Fe).

Mikrobiogenní prvky

Někdy také označované jako oligobiogenní prvky. Patří sem hlavně těžké kovy.

• Zinek (Zn) – vázaný v mnoha proteinech
• Mangan (Mn) – účastní se přenosu elektronů při fotosyntetické tvorbě kyslíku
• Kobalt (Co) – součást vitamínu B12
• Molybden (Mo) – součást nitrogenázy
• Selen (Se) – vyskytuje se v buňkách bakterií a živočichů, nebo v aminokyselině selenocystein

Rostliny mohou přijímat biogenní prvky ve formě jednoduchých anorganických sloučenin. Naopak heterogenní organismy často potřebují konkrétní sloučeniny některých prvků.

Voda a anorganické sloučeniny

Voda tvoří většinu hmoty buněk a živých soustav. Vytváří prostředí, ve kterém probíhají reakce důležité pro životní děje živých soustav => nezbytná pro život. Důležitá je pro nás voda v kapalném skupenství. Zmrznutí vody buňky zabíjí, protože mrznoucí voda zvětšuje svůj objem, což porušuje buněčné struktury i buňku samotnou. Buňky mohou přežít pouze pokud voda utuhne v amorfní led (rychlé utuhnutí při nízké teplotě) => uchovávání mikroorganismů nebo spermií.

Anorganické ionty

Anorganické látky jsou v buňkách přítomny především v podobě disociovaných iontů. Nehojněji se v buňkách vyskytuje draselný ion (K+), protože jej buňky aktivně hromadí. V menší míře jsou pak v buňce obsaženy sodné (Na+), hořečnaté (Mg2+) a chloridové (Cl-) ionty. Důležité jsou také fosfáty a bikarbonáty, které se podílejí na stabilizaci pH v buňce. Z anorganických látek můžeme v některých buňkách najít i látky, které jsou nerozpustné. Takové látky najdeme hlavně v opěrných a ochranných soustavác (např. schránky bezobratlých živočich jsou tvořeny hlavně nerozpustným uhličitanem vápenatým).

Anorganické ionty se v biologických tekutinách podílejí na jejich osmotickém tlaku. Osmotický tlak se pak projevuje tehdy, když je roztok oddělen od čistého rozpouštědla polopropustnou membránou. Tato membrána propouští rozpouštědlo, ale rozpouštěnou látku nepropouští. Rozpouštědlo je nasáváno do koncentrovanějšího roztoku značnou silou. Osmotický tlak je pak rovný tlaku, který by zabránil toku rozpouštědla přes polopropustnou membránu.

Nízkomolekulární organické látky

Za nízkomolekulární považujeme takové látky, které mají relativní atomovou hmotnost max. 1000. Látky tohoto druhu nemůžeme buď vůbec hydrolyzovat (hydrolýza = rozkladná reakce, při které se spotřebovává voda), nebo jejich hydrolýzou získáme jen několik jednodušších látek. Základem organických látek jsou řetězce atomů uhlíků, které jsou buď lineární nebo uzavřené v cyklu. Nejjednodušší organické látky jsou uhlovodíky, které se skládají jen z atomů uhlíku a vodíku. Nízkomolekulární organické látky můžeme rozdělit podle jejich polarity na polární organické látky a nepolární organické látky.

Mezi polární organické látky řadíme:

• Jednoduché cukry
• Glykosidy
• Hexózy a pentózy
• Organické kyseliny
• Aminokyseliny a jejich deriváty
• Alkaloidy
• Peptidy
• Nukleotidy

Mezi nepolární organické látky řadíme:

• Uhlovodíky
• Tuky
• Membránové lipidy

Vysokomolekulární organické látky

Vznikají v buňce kondenzací z nízkomolekulárních látek. Při této kondenzaci dochází k eliminaci molekuly vody a vzniká vazba, která má buď glykosidickou, peptidovou nebo esterovou povahu.

Řadíme sem:

• Informační makromolekuly (molekuly, které zajišťují přenos genetické informace v buňce)
• Polyacharidy
• Proteiny (bílkoviny)
• Nukleové kyseliny (DNA nebo RNA)