Co je to buňka?
Lidé jsou tvořeni biliony buněk - základní jednotkou života na Zemi. V tomto článku vysvětlíme některé struktury nalezené v buňkách a popíšeme několik z mnoha typů buněk nalezených v našich tělech.
Buňky lze považovat za malé balíčky, které obsahují drobné továrny, sklady, dopravní systémy a elektrárny. Fungují samy, vytvářejí vlastní energii a samy se replikují - buňka je nejmenší jednotka života, která se dokáže replikovat.
Buňky však také navzájem komunikují a spojují se, aby vytvořily pevné, dobře slepené zvíře. Buňky vytvářejí tkáně, které tvoří orgány; a orgány spolupracují, aby udržovaly organismus naživu.
Robert Hook poprvé objevil buňky v roce 1665. Dal jim své jméno, protože se podobaly buňkám cella (Latinsky „malé místnosti“), kde mniši žili v klášterech.
Uvnitř cely
Různé typy buněk mohou vypadat divoce odlišně a mohou v těle plnit velmi odlišné role.
Například spermie připomíná pulce, ženská vaječná buňka je sférická a nervové buňky jsou v podstatě tenké trubičky.
Navzdory rozdílům často sdílejí určité struktury; tito jsou odkazoval se na jako organelles (mini-orgány). Níže uvádíme některé z nejdůležitějších:
Zjednodušený diagram lidské buňky.
Jádro
O jádru lze uvažovat jako o ústředí buňky. Obvykle existuje jedno jádro na buňku, ale není tomu tak vždy, například buňky kosterního svalstva mají dvě. Jádro obsahuje většinu DNA buňky (malé množství je uloženo v mitochondriích, viz níže). Jádro vysílá zprávy, aby buňce řeklo, aby rostla, rozdělovala se nebo umírala.
Jádro je odděleno od zbytku buňky membránou zvanou jaderná obálka; jaderné póry uvnitř membrány propouštějí malé molekuly a ionty, zatímco větší molekuly potřebují transportní proteiny, aby jim pomohly projít.
Plazmatická membrána
Aby bylo zajištěno, že každá buňka zůstane oddělená od souseda, je obalena speciální membránou známou jako plazmatická membrána. Tato membrána je převážně vyrobena z fosfolipidů, které zabraňují vstupu látek na bázi vody do buňky. Plazmatická membrána obsahuje řadu receptorů, které plní řadu úkolů, včetně:
- Vrátní: Některé receptory propouštějí určité molekuly a zastavují ostatní.
- Markery: Tyto receptory fungují jako jmenovky a informují imunitní systém, že jsou součástí organismu a nikoli cizím útočníkem.
- Komunikátory: Některé receptory pomáhají buňce komunikovat s jinými buňkami a prostředím.
- Spojovací prostředky: Některé receptory pomáhají vázat buňku k sousedům.
Cytoplazma
Cytoplazma je vnitřek buňky, která obklopuje jádro a je kolem 80 procent vody; zahrnuje organely a rosolovitou tekutinu zvanou cytosol. Mnoho důležitých reakcí, které v buňce probíhají, se vyskytuje v cytoplazmě.
Lysosomy a peroxisomy
Jak lysozomy, tak peroxizomy jsou v zásadě vaky enzymů. Lysosomy obsahují enzymy, které štěpí velké molekuly, včetně starých částí buněk a cizího materiálu. Peroxisomy obsahují enzymy, které ničí toxické materiály, včetně peroxidu.
Cytoskelet
Cytoskelet lze považovat za lešení buňky. Pomáhá mu udržovat správný tvar. Na rozdíl od běžného lešení je však cytoskelet flexibilní; hraje roli v buněčném dělení a buněčné motilitě - schopnosti některých buněk se pohybovat, například spermatických buněk.
Cytoskelet také pomáhá při buněčné signalizaci prostřednictvím své účasti na příjmu materiálu z vnějšku buňky (endocytóza) a podílí se na pohybu materiálů v buňce.
Endoplazmatické retikulum
Endoplazmatické retikulum (ER) zpracovává molekuly v buňce a pomáhá je transportovat do jejich konečných cílů. Zejména syntetizuje, složí, modifikuje a transportuje proteiny.
ER se skládá z podlouhlých vaků zvaných cisterny, které drží pohromadě cytoskelet. Existují dva typy: hrubý ER a hladký ER.
Golgiho aparát
Jakmile jsou molekuly zpracovány ER, putují do Golgiho aparátu. Golgiho aparát je někdy považován za poštu buňky, kde jsou baleny a označovány předměty. Jakmile materiály opustí, mohou být použity v buňce nebo odebrány mimo buňku pro použití jinde.
Mitochondrie
Mitochondrie, které se často označuje jako elektrárna buňky, pomáhají přeměnit energii z jídla, které jíme, na energii, kterou buňka může použít - adenosintrifosfát (ATP). Mitochondrie však mají řadu dalších zaměstnání, včetně ukládání vápníku a role v buněčné smrti (apoptóza).
Ribozomy
V jádru je DNA přepsána do RNA (ribonukleová kyselina), molekuly podobné DNA, která nese stejnou zprávu. Ribozomy čtou RNA a převádějí ji na bílkoviny slepováním aminokyselin v pořadí definovaném RNA.
Některé ribozomy volně plují v cytoplazmě; ostatní jsou připojeni k ER.
Buněčné dělení
Naše tělo neustále nahrazuje buňky. Buňky se musí dělit z mnoha důvodů, včetně růstu organismu, a například k vyplnění mezer po mrtvých a zničených buňkách po úrazu.
Existují dva typy buněčného dělení: mitóza a meióza.
Mitóza
Mitóza je způsob, jakým se dělí většina buněk v těle. „Rodičovská“ buňka se rozdělí na dvě „dceřiné“ buňky.
Obě dceřiné buňky mají stejné chromozomy jak navzájem, tak s rodiči. Jsou označovány jako diploidní, protože mají dvě úplné kopie chromozomů.
Redukční dělení buněk
Meióza vytváří pohlavní buňky, jako jsou mužské spermie a ženské vaječné buňky. U meiózy se malá část každého chromozomu odlomí a drží se na jiném chromozomu; tomu se říká genetická rekombinace.
To znamená, že každá z nových buněk má jedinečnou sadu genetických informací. Právě tento proces umožňuje genetickou rozmanitost.
Stručně řečeno, mitóza nám pomáhá růst a meióza zajišťuje, že jsme všichni jedineční.
Typy buněk
Když vezmete v úvahu složitost lidského těla, není divu, že existují stovky různých typů buněk. Níže je uveden malý výběr typů lidských buněk:
Kmenové buňky
Kmenové buňky jsou buňky, které si ještě nevyberou, čím se stanou. Některé se odlišují, aby se staly určitým typem buňky, a jiné se rozdělí, aby vytvořily více kmenových buněk. Nacházejí se v embryu i v některých tkáních dospělých, jako je kostní dřeň.
Kostní buňky
Existují alespoň tři primární typy kostních buněk:
- Osteoklasty, které rozpouštějí kost.
- Osteoblasty, které tvoří novou kost.
- Osteocyty, které jsou obklopeny kostmi a pomáhají komunikovat s jinými kostními buňkami.
Krvinky
Existují tři hlavní typy krevních buněk:
- červené krvinky, které přenášejí kyslík kolem těla
- bílé krvinky, které jsou součástí imunitního systému
- krevní destičky, které pomáhají krevní sraženině zabránit ztrátě krve po poranění
Svalové buňky
Také se nazývají myocyty, svalové buňky jsou dlouhé tubulární buňky. Svalové buňky jsou důležité pro širokou škálu funkcí, včetně pohybu, podpory a vnitřních funkcí, jako je peristaltika - pohyb potravy po střevě.
Spermie
Tyto buňky ve tvaru pulce jsou nejmenší v lidském těle.
Jsou pohybliví, což znamená, že se mohou pohybovat. Dosahují tohoto pohybu pomocí svého ocasu (bičíku), který je nabitý mitochondriemi dodávajícími energii.
Spermie se nemohou dělit; nesou pouze jednu kopii každého chromozomu (haploidu), na rozdíl od většiny buněk, které nesou dvě kopie (diploidní).
Ženská vaječná buňka
Ve srovnání s buňkou spermií je ženská vaječná buňka obrovská; je to největší lidská buňka. Vaječná buňka je také haploidní, takže DNA ze spermií a vajíčka se může spojit a vytvořit diploidní buňku.
Tukové buňky
Tukové buňky se také nazývají adipocyty a jsou hlavní složkou tukové tkáně. Obsahují uložené tuky zvané triglyceridy, které lze v případě potřeby použít jako energii. Jakmile jsou triglyceridy vyčerpány, tukové buňky se zmenší. Adipocyty také produkují některé hormony.
Nervové buňky
Nervové buňky jsou komunikační systém těla. Také se nazývají neurony, skládají se ze dvou hlavních částí - těla buňky a nervových procesů. Centrální tělo obsahuje jádro a další organely a nervové procesy (axony nebo dendrity) probíhají jako dlouhé prsty a přenášejí zprávy široko daleko. Některé z těchto axonů mohou mít délku přes 1 metr.
Ve zkratce
Buňky jsou stejně fascinující, jak jsou rozmanité. V jednom smyslu jsou to autonomní města, která fungují sama a produkují svou vlastní energii a bílkoviny; v jiném smyslu jsou součástí obrovské sítě buněk, která vytváří tkáně, orgány a nás.
