Buňka

Buňka je základní stavební a funkční jednotka všech mnohobuněčných organismů. Je vybavena dvěma tzv. základními buněčnými kompartmenty: jádrem a cytoplazmou.

Stavba cytoplazmatické membrány

Živočišná buňka

Součástí každé buňky je cytoplazmatická membrána, tato biologická membrána obaluje buňku a membránové organely. Skládá se z fosfolipidů, cholesterolu, bílkovin a oligosacharidových řetězců, které jsou připojeny kovalentní vazbou k fosfolipidům a proteinům.

Cytoplazmatická membrána představuje jednu z nejdůležitějších částí buňky, protože má celou řadu funkcí. Ohraničuje a vymezuje buňku, zajišťuje selektivní propustnost a regulaci prostředí v buňce, rozpoznává buňky pomocí buněčné signalizace a umožňuje adhezi buněk.

Membránové buněčné organely

Membránové struktury buňky dotvářejí ohraničení buňky a nitrobuněčných oblastí. Z těchto důvodů je někdy označujeme jako buněčné kompartmenty.

Jádro

 Podrobnější informace naleznete na stránce Buněčné jádro.

Mitochondrie obsahují enzymy, které se účastní buněčné respirace a tvorby ATP. Zjednodušeně buněčné dýchání probíhá tak, že glukóza je glykolýzou převedena na pyruvát, který je přenesen do mitochondrií, kde je v Krebsově cyklu oxidován na CO₂ a H₂O a získaní energie je akumulována ve formě ATP. Jedná se o podlouhlé organely s vlastním mitochondriálním genomem, který kóduje část proteinů.

Endoplazmatické retikulum je soubor membrán v cytoplazmě, který tvoří pomyslnou spletitou síť. Granulární (drsné) endoplazmatické retikulum je přítomno v každé specializované buňce na sekreci proteinů, jako jsou buňky pankreatických acinů nebo fibroblasty. Agranulární (hladké) endoplazmatické retikulum se liší od granulárního retikula tím, že nemá na membrány připojeny polysomy. V buňce má duležité funkce, jako je syntéza fosfolipidů, regulace vápenatých iontů a detoxikace potenciálně škodlivých molekul.

Golgiho komplex se většinou nachází v blízkosti jádra. Mezi nejdůležitější funkce Golgiho komplexu patří posttranslační modifikace proteinů (glykosylace, fosforylace proteinů) a zabalení produktu do membránových váčků.

Lyzosomy jsou místem tzv. nitrobuněčného trávení. Obsahují asi 40 různých hydrolytických enzymů. Buňky bohaté na lyzosomy jsou např. hepatocyty, makrofágy nebo buňky proximálního tubulu v ledvině.

Peroxisomy nesou název po enzymech, které vytvářejí a odbourávají H₂O₂. Mají kulovitý tvar. Podílejí se na oxidaci mastných kyselin a rozkladem vznikající kyslík hraje důležitou roli při detoxikaci organismu (zejména při odbourávání alkoholu v játrech a ledvinách).

Melanosomy syntetizují a uchovávají pigment melanin, nachází se v kožním (epidermis, vlasové folikuly) a očním (duhovka, sítnice) typu melanocytů.

Nemembránové buněčné organely

Cytoskelet: aktinová filamenta jsou vyznačena červeně, mikrotubuly zeleně, jádro modře.

Ribosomy jsou částice, které tvoří malá a velká podjednotka. Skládají se z ribosomální RNA a proteinů. Jsou nesmírně důležité, protože se podílí na syntéze proteinů. Proteiny, které obvykle buňka využívá sama (hemoglobin, aktin nebo myosin) se tvoří na volných ribosomech. Malá podjednotka slouží ke shromažďování všech důležitých složek pro translaci (mRNA, tRNA, aminokyseliny, elongační faktory). Velká podjednotka pomáhá tvořit peptidové vazby (slouží jako peptidyltransferáza)

 Podrobnější informace naleznete na stránce Translace.

Cytoskelet tvoří v cytoplazmě komplexní síť proteinových polymerů, tím zajišťuje cytoskelet zpevnění buňky. Sestává se z filament, která dělíme na základě jejich průměru. Aktinová filamenta (mikrofilamenta) tvoří kortikální síť cytoplazmatickou membránou a např. vnitřní kostru mikroklků (7 nm). Intermediární (střední) filamenta tvoří pevnou síť ukotvenou do desmosomů a hemidesmosomů, tvoří lamina fibrosa jaderného obalu (10 nm). Mikrotubuly vystupují z mikrotubulárního organizačního centra k okrajům buňky, jedná se o přímé tubuly (25 nm).

Mezibuněčná spojení

Desmosom

Adhesní spojení (kontakt):

• Zonula adhaerens – pásové adhesní spojení laterálních povrchů, upíná se do aktinových filament.
• Desmosom – bodové kotevní spojení, upíná se do intermediárních filament.
• Hemidesmosom – spojení bazální části buňky s extracelulární matrix.

Těsná spojení (tight junction):

• Zonula occludens – spojení po obvodu buňky, zabraňuje paracelulární difusi.

Komunikační spojení :

• Nexus (gap junction) – umožňuje selektivní difusi molekul a rychlou komunikaci mezi sousedními buňkami.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Buněčná spojení.

Specializace buněčného povrchu

Volný apikální povrch se může specializovat v:

• Mikroklky – cytoplazmatické výběžky, jejichž hustý komplex tvoří tzv. kartáčový lem
• Stereocilie – dlouhé nepohyblivé mikroklky (např. ve středním uchu)
• Cilie (řasinky) – jsou protáhlé pohyblivé výběžky (např. ve vejcovodu).

Bazolaterální povrch se podílí na soudržnosti epitelových buněk, patří sem speciální mezibuněčná spojení a připojení k bazální membráně (např. bazální labyrint).

 Podrobnější informace naleznete na stránce Specializace buněčného povrchu.

Buněčný cyklus

Schema buněčného cyklu

Buněčný cyklus je soubor morfologických a biochemických pochodů v buňkách mezi jejich vznikem a rozdělením na dvě dceřinné buňky. Schopnost reprodukce má většina buněk až na výjimky, jakými jsou neurony nebo erytrocyty. Cyklus má čtyři základní fáze:

• G₁ fáze – je tzv. presyntéza, dochází k buněčnému růstu, syntéze RNA a proteinů
• S fáze – probíhá syntéza DNA, replikace DNA (chromosomy tvořené dvěma chromatidami)
• G₂ fáze – probíhá syntéza RNA a proteinu (tubulinu), dále se tvoří a uchovává energie pro následné mitotické dělení
• M fáze (mitóza) – vznikají identické dceřiné buňky se stejným množstvím chromosomů a obsahem DNA

 Podrobnější informace naleznete na stránce Buněčný cyklus.

Zánik buňky

Nekróza

Patologický proces. Způsobuje ji špatný toxický, mechanický či tepelný vliv. Tyto vlivy porušují homeostázu buňky (stálost jejího vnitřního prostředí), což vede k dilataci endoplazmatického retikula, alteraci mitochondrií, zduření buňky, ruptuře plazmatické membrány a tím k zániku buňky.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Nekróza.

Apoptóza

Naprogramovaná buněčná smrt. Fyziologický proces zániku buňky, způsobená aktivací genu p53. Dochází při ní ke kondenzaci chromatinu v jádře, segmentaci jádra, svinutí plazmatické membrány a vzniku apoptotických tělísek. Tato tělíska jsou fagocytózou odstraněna. K apoptóze dojde na základě aktivace Ca²⁺-Mg²⁺ dependentní endonukleázy. Následná degradace jaderné genomové DNA na oligonukleosomální fragmenty vede k poklesu syntézy RNA a proteinů.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Apoptóza.

Odkazy

Související články

• Buněčné jádro
• Buněčná membrána
• Buněčný cyklus
• Apoptóza
• Obecné mechanismy buněčného poškození

Použitá literatura

• LÜLLMANN-RAUCH, Renate. Histologie. 3. vydání. Praha : Grada, 2012. 576 s. ISBN 978-80-247-3729-4.

• JUNQUEIRA, L., Robert KELLEY a José CARNEIRO. Základy histologie. - vydání. H+H, 1997. 502 s. ISBN 9788085787375.

• OTOVÁ, Berta, et al. Lékařská biologie a genetika I. díl. 1. vydání. Praha : Karolinum, 2008. 123 s. ISBN 978-80-246-1594-3.

• MESCHER, Anthony. Junqueira's Basic Histology: Text and Atlas, Fourteenth Edition. - vydání. McGraw-Hill Education, 2015. 1136 s. ISBN 9780071842709.