Buňka: struktura a chemické složení

Buňka je základní stavební a funkční jednotka všech živých organismů.

Může být prokaryotická (bakterie, sinice), nebo eukaryotická (rostliny, živočichové, houby).

CHEMICKÉ SLOŽENÍ:

• biogenní prvky: makrobiogenní (C, O, H, N, P, S, K, Na, Ca, Fe) a mikrobiogenní (Zn, Mn, Co, Cu)
• voda: 60 - 90 %
• nízkomolekulární látky: aminokyseliny
• vysokomolekulární látky: polysacharidy (zásobní; škrob u rostlin, glykogen u živočichů), proteiny, nukleové kyseliny (DNA, RNA)

STRUKTURA BUŇKY:

Buněčné stěny:

• bakterie: peptidoglykan
• rostliny: celulóza
• houby: chitin
• živočišná buňka buněčnou stěnu nemá

Biologické membrány jsou k udržení entropie (neuspořádanost), izolaci jednotlivých prostředí (kompartmentalizace) a slouží jako interface s prostředím (transport, kominikace).

• membránové fosfolipidy = amfipatické (mají polární a nepolární část), nepolární (hydrofobní) směřují dovnitř dvojvrstvy a je příčinou nepropustnosti membrány (polární je třeba voda), polární (hydrofilní) jsou zvenku
• membránové proteiny (glykoproteiny) = jsou jen z jedné strany (povrchové) nebo prochází skrz membránu (integrální); např. transportní proteiny 

Membránové organely:

• endoplazmatické retikulum (ER) = drsné (jsou na něm ribozomy, syntéza bílkovin) a hladké (bez ribozomů, syntéza steroidních hormonů = nejsou ukládány do zásoby, vznikají z cholesterolu - gluko (kortizol) a mineralokortikoidy (aldosteron), testosteron, progesteron, estrogeny)
• Golgiho aparát, komplex, systém = funkčně a někdy i fyzicky navazuje na ER
• membránové váčky = lysozomy (rozklad sacharidů, proteinů, lipidů, nukleových kyselin), vakuoly, peroxizomy (redukce vody a škodlivých látek)
• mitochondrie = semiautonomní (polosamostatná) organely = produkují energii, mitochondriální matrix ma mtDNA
• plastidy u rostlinných buněk = semiautonomní (polosamostatná) organely = chloroplasty (fotosyntéza), chromoplasty (barva rostlin), leukoplasty (zásoby)

Ribozomy = ribonukloproteinové částice tvořené rRNA a proteiny, které slouží k syntéze proteinů na drsném ER v průběhu translace (skládají se ze dvou jednotek, které jsou funkční až po jejich spojení).

Cytoskelet je soustava struktur s opěrnou a pohyblivou funkcí u všech eukaryot - pohyb, dělení, svalové kontrakce, transport organel.

• mikrotubuly (MT) = základní stavební jednotkou tubulin (vazebné místo pro GTP = guanotrifosfát); polarizované vlákna; vznikají dělící vřeténka
• mikrofilamenta (MF) = základní stavební jednotkou aktin (vazebné místo pro ATP); ohebnější a kratší jak MT, ale je jich více; polarizované vlákna; propojení buněk v tkáni
• intermediální filamenta (IF; střední filamenta) = nepolarizované vlákna (= žádné motory); stejně jak MF se podílí na vzájemném propojení buněk v tkáni

Molekulární motory = proteiny schopné štěpit ATP a využívat získanou energii k pohybu podél polarizovaných cytoskeletárních vláken (= dokážou přemisťovat "náklad" po vláknech, nebo způsobují pohyb buňky, stah svalů...)

• myoziny = pohyb po aktinových vláknech (mikrofilamenta) k plus konci; svalové stahy, transport organel
• kinzeiny = pohyb po mikrotubulech k plus konci; v neuronech, transport organel, buněčné a jaderné dělení
• dyneiny = pohyb po mikrotubulech k mínus konci; nejrychlejší, ale potřebuje další proteiny pro funkci; bičíky a řasinky

GENOM

Prokaryotický genom = jediná kruhová molekula DNA (nukleoid). V prokaryotech se také mohou vyskytovat plazmidy = nejsou nezbytné pro život buňky, ale mohou mít pro ni různé výhodné vlastnosti (např. rezistenci vůči antibiotikům).

Eukaryotický genom = lineární molekuly DNA navázané na histony (nukleozomy); většina DNA je svinuta do šroubovice vyššího řádu (selenoid).

Nukleozom = základní stavební kousek nukleohistonového (chromozomového) vlákna.

Chromatin = soubor DNA a bílkovin, které dohromady tvoří nukleohistonové (chromozomové) jádro. Euchromatin (transkripčně aktivní; světlejší; nekondenzovaný) a heterochromatin (transkripčně neaktivní; tmavší; kondenzovaný).  

Kondenzace DNA = "sbalování" DNA.