Buňka

Z buněk se skládají živé organizmy. Jednobuněčné organizmy tvoří jediná buňka, mnohobuněčné organizmy (např. hlemýžď, krokodýl, člověk) sestávají z velkého množství buněk, které musejí navzájem spolupracovat. Buňky lze obvykle sledovat pod mikroskopem a jejich stavbu si nelze vždy snadno představit. Znalost struktury a funkce buněk nám však pomůže pochopit podstatu toho, jak se organizmy projevují navenek. Například:

• Proč vypadám jinak než můj kamarád? – V jádře buněk každého jedince je „návod“ na to, jak organizmus bude vypadat a fungovat (DNA).
• Proč jíme a dýcháme? – Aby součásti buněk zvané mitochondrie za účasti kyslíku mohly uvolňovat energii ze živin. Tuto energii pak využíváme k životu.
• Proč jsou rostliny zelené? – Obsahují chloroplasty, které provádějí fotosyntézu. Pomocí ní si rostlina vytváří živiny a uvolňuje kyslík, který živé organizmy využívají k dýchání.

Představu o stavbě a funkci buněk lze získat v tématu buňka obecně. Též je možné procvičovat pojmy tematicky spojené s buňkou.

Další téma nabízí poznávání jednotlivých částí buňky na jejím schématu.

Pokročilejší informace o fázích existence buňky a typech buněčného dělení jsou k dispozici v tématu buněčný cyklus, dělení buněk.

Buňka je základní stavební a funkční jednotkou živých organizmů. Organizmy mohou být v základu jednobuněčné či mnohobuněčné. U mnohobuněčných organizmů soubory buněk tvoří tkáně (u rostlin též označované jako pletiva), z tkání se skládají orgány (např. srdce, mozek, list, květ…).

Buňka bakterií

Bakterie jsou jednobuněčné (či jejich buňky tvoří kolonie). Jejich buňka má DNA volně uloženou v cytosolu (nemá pravé jádro), je ohraničena cytoplazmatickou membránou, dále většinou buněčnou stěnou a případně pouzdrem (kapsulou).

Buňka rostlin, živočichů, hub aj.

Rostliny, živočichové, houby či prvoci/protisté patří mezi tzv. eukaryotní organizmy, které v buňkách mají pravé jádro ohraničené membránou. Buňky eukaryotních organizmů jsou stavebně složitější a zpravidla větší než buňky bakterií.

Cytosol je polotekutý vodný roztok, v němž jsou uloženy buněčné součásti (organely). Veškerý obsah buňky mimo jádro (včetně organel) se označuje jako cytoplazma.

Mitochondrie a chloroplasty pravděpodobně vznikly v průběhu evoluce pohlcením bakterie (u chloroplastu konkrétně sinice). Samostatně se dělí a ponechávají si část své původní DNA. Jedná se o semiautonomní organely.

Materiály k tisku

K tématu buňky je k dispozici pracovní list a jeho řešení.

Buněčný cyklus je sled pochodů, kterým prochází buňka od svého vzniku po další dělení. Má tyto části:

• interfáze (a)
  • \mathrm{G_1} fáze – Tato fáze následuje po buněčném dělení, dochází k růstu buňky, proteosyntéze, tvorbě organel. U diferencovaných buněk, které se již nedělí (např. u neuronů), na \mathrm{G_1} fázi navazuje klidová \mathrm{G_0} fáze.
  • \mathrm{S} fáze – Dochází k replikaci jaderné DNA (vzniká zde tedy materiál, který bude tvořit dvě chromatidy každého chromozomu).
  • \mathrm{G_2} fáze – Buňka dokončuje růst a připravuje se na dělení.
• buněčné dělení – Může probíhat jako mitóza či meióza. Následující text tyto děje popisuje na příkladu buněk člověka.

Mitóza

Mitózou vznikají tělní (somatické) buňky. Dochází k rovnoměrnému dělení genetické informace, kdy dceřiné buňky mají stejný počet chromozomů jako původní buňka (u člověka jsou diploidní). Mitóza má následující fáze:

• profáze (b) – Dochází ke kondenzaci chromozomů z chromatinu, tvoří se mitotické vřeténko.
• prometafáze (c) – Dezintegrace jaderného obalu a napojování chromozomů na kinetochory.
• metafáze (d) – Chromozomy se řadí do ekvatoriální roviny.
• anafáze (e) – Chromozomy jsou dělicím vřeténkem taženy na opačné póly buňky.
• telofáze (f) – Dekondenzace chromozomů, vzniká jaderný obal, zaniká dělicí vřeténko. Současně s telofází probíhá cytokineze, rozdělení buňky na dvě dceřiné. Následuje \mathrm{G_1} fáze.

a – interfáze

b – profáze

c – prometafáze

d – metafáze

e – anafáze

f – telofáze

Meióza

Meiózou vznikají pohlavní buňky (gamety), které mají oproti tělním buňkám polovinu genetické informace (jsou haploidní). Probíhá jako dvě po sobě jdoucí modifikované mitózy:

• Heterotypické (redukční) dělení v rámci své profáze I zahrnuje tvorbu bivalentů (homologické chromozomy se spojí), mezi nimiž probíhá rekombinace DNA (crossing-over). Toto vede k rozrůznění genetické informace, každá chromatida může obsahovat DNA pocházející od matky i otce. V rámci anafáze I se k pólům buňky přesouvají celé chromozomy o 2 chromatidách (g).
• Homeotypické (ekvační) dělení je shodné s mitózou, pouze nastupuje bez S fáze a začíná s haploidní sadou dvouchromatidových chromozomů.

g – anafáze I meiózy