Základní funkce buňky – Metabolismus, Rozmnožování

Základní funkce buňky – Metabolismus, Rozmnožování

U jednobuněčných organismů a buněk všeobecně zahrnujeme do základních životních funkcí:

A) Metabolismus

B) Příjem látek, energie (tj. výživu) a jejich výdej

C) Řízení všech dějů v buňce (autoregulace)

D) Pohyb buněk

E) Rozmnožování

A) Metabolismus

Obecně rozlišujeme dva základní druhy metabolismu:
heterotrofní

– buňky přijímají ze svého okolí organické látky a kyslík

– některé organické látky se v buňce dále odbourávají pomocí kyslíku na látky s nízkým obsahem energie (oxid uhličitý a voda) a navíc buňka získává nezbytné množství energie, celý tento proces = katabolismus

– takto získaná energie slouží k zajištění základních životních funkcí (např. syntézu nových buněčných struktur) = anabolismus
autotrofní

– ze svého okolí přijímají buňky oxid uhličitý (tj. zdroj uhlíku) a anorganické látky

– energie se tímto typem metabolismu získává různě:

a) oxidací anorganických látek (např. chemolitotrofní baktérie)

b) ve formě světelné energie ( např. zelené rostliny, fototrofní baktérie = tedy všechny fotoautotrofní organismy, které jsou nejdůležitějšími producenty organických látek na zemi)

– Pod pojem metabolismu patří přeměny jednotlivých látek v buňkách. Tyto změny se uskutečňují pomocí soustav reakcí, které na sebe vzájemně navazují = metabolické dráhy (produkt jedné reakce je substrátem pro reakci následující). O podmínkách uskutečnění dané reakce rozhoduje několik faktorů:

– vlastnosti prostředí

– přítomnost základních látek (substrátů)

– přítomnost enzymu v aktivní formě

– existence aktivátoru enzymů (tj. některých iontů, metabolitů)
/podrobněji: otázka č. 13 a otázka č.15/

B) Příjem a výdej látek

– Příjem a výdej látek do buňky se uskutečňuje pomocí membránového transportu = přenosu jednotlivých látek přes buněčnou membránu. Ionty a malé molekuly jsou přenášeny dvěma způsoby:
1) pasivně = nedochází ke spotřebě energie

– prostou difuzí

– zprostředkovanou difuzí (látky se váží na specifický přenašeč, který je součástí membrány)
2) aktivně = za pomoci přenašečů a spotřebou metabolicky získané energie (tz.. látka může být přenesena z místa s nížší koncentrací do místa s vyšší koncentrací)
Makromolekuly a molekulární komplexy se dostávají přes buněčnou membránu
Pomocí cytózy (tj. pomocí membránových váčků), kde rozlišujeme:
1) formu přenášených částic

– fagocytóza = pohlcování tuhých částic

– pinocytóza = pohlcování kapének tekutin
2) směr přenosu částic

– exocytóza = průnik látek membránou z buňky

– endocytóza = průnik látek membránou do buňky

– Zvláštním druhem buněčného transportu je pronikání molekul vody membránou.Pro látky rozpustné ve vodě je buněčná membrána:

– propustná (permeabilní)

– polopropustná (semipermeabilní)

– osmóza = průchod vody; prostupuje k místům s vyšší koncentrací látek

– izotonické prostředí – vyrovnaná konc., nedochází k přesunům

– hypertonické prostředí – vyšší konc.venku, voda se přesouvá z buňky do vnějšího prostředí.

– hypotonické prostředí - opačně; voda do buňky, zvyšuje se nitrobuněčný tlak - turgor, buňka může i prasknout – plasmolýza (u červ. krvinek = hemolýza) 

C) Autoregulace

– Všechny procesy, které se v buňce odehrávají, jsou regulovány. Jedná se o složitý systém různě propojených dějů.
1) typy regulace

– fyziologické = udržení stálých podmínek pro buňku nebo organismus

– metabolické = řízení průběhu reakcí látkové výměny

– genetická regulace = prostřednictvím aplikace genetické informace

– buněčného cyklu = kontrola všech podmínek nezbytných k buněčnému dělení

2) regulační faktory

a) vnitřní = endogenní

– patří k nim všechny děje odehrávající se uvnitř buňky
b) vnější = exogenní

– patří k nim všechny děje odehrávající se mimo buňku

– Oba tyto typy faktorů ještě můžeme rozdělit na faktory chemické (tedy inhibiční, excitační, toxické látky) a fyzické (např. teplo, záření)

D) Pohyby buněk

– O buněčných pohybech lze hovořit ve dvojím smyslu. V prvním případě jde o přemístění samotné buňky, v druhém o pohyby uvnitř buňky samotné.

1) přemisťování buněk

– tyto pohyby jsou úzce spojeny s pohyby vnitrobuněčnými

a) pohyb pomocí bičíků nebo řasinek

b) pohyb améboidní

2) vnitrobuněčné pohyby

a) Browneův pohyb drobných částic – je způsobený náhodnými nárazy

molekul, které se řídí pouze fyzikálními zákony

b) skákavý pohyb větších částic – přesný mechanismus tohoto pohybu není znám

c) pohyby vázané na vnitřní buněčné struktury ( mikrofubuly, mikrofilamenta) – může se jednat o pohyby mitotické či o proudění cytoplazmy

d) pohyby svalového typu – tedy interakce mezi aktinovými a myozinovými vlákny vyšších organismů