Struktura lidských buněk

Buňky se dělí na prokaryotické a eukaryotické. První jsou řasy a bakterie, které obsahují genetické informace v jedné jediné organele, chromozomu, zatímco eukaryotické buňky, které tvoří složitější organismy, jako je lidské tělo, mají jasně diferencované jádro, které obsahuje několik chromozomů s genetickým materiálem..

Eukaryotická buňka

Prokaryotická buňka

Struktura

Buněčná nebo cytoplazmatická membrána

Cytoplazmatická membrána (membrána) je tenká struktura, která odděluje obsah buňky od prostředí. Skládá se z dvojité vrstvy lipidů s bílkovinnými molekulami o tloušťce přibližně 75 angstromů.

Buněčná membrána je pevná, ale má četné záhyby, stočení a póry, což umožňuje regulovat průchod látek skrz ni.

Buňky, tkáně, orgány, systémy a přístroje

Buňky, lidské tělo - součet prvků, které harmonicky pracují na účinném výkonu všech životně důležitých funkcí.

Tkáň je buňka stejného tvaru a struktury, která se specializuje na provádění stejné funkce. Různé tkáně kombinují a vytvářejí orgány, z nichž každý plní specifickou funkci v živém organismu. Kromě toho jsou orgány také seskupeny do systému, aby vykonávaly určitou funkci..

Látky:

Epiteliální - chrání a pokrývá povrch těla a vnitřní povrchy orgánů.

Spojovací - mastné, chrupavkové a kosti. Provádí různé funkce.

Sval - hladká svalová tkáň, pruhovaná svalová tkáň. Snižuje a uvolňuje svaly.

Nervózní - neurony. Vytváří a vysílá a přijímá impulsy.

Velikost buňky

Velikost buněk je velmi odlišná, i když se obecně pohybuje v rozmezí 5 až 6 mikronů (1 mikron = 0,001 mm). To vysvětluje skutečnost, že mnoho buněk nebylo vidět až do vynálezu elektronového mikroskopu, jehož rozlišení je od 2 do 2 000 angstromů (1 angstrom = 0,000000 1 mm). Některé mikroorganismy mají velikost menší než 5 mikronů, ale existují také obrovské buňky. Z nejslavnějších - to je žloutek z ptačí vejce, vajíčka o velikosti asi 20 mm.

Existují ještě nápadnější příklady: buňka acetabularie, mořské jednobuněčné řasy, dosahuje 100 mm, a bylinná rostlina ramie je 220 mm - větší než palma.

Od rodičů k dětem díky chromozomům

Buněčné jádro prochází různými změnami, když se buňka začíná dělit: membrána a jádra zmizí; v této době se chromatin stává hustší a nakonec vytváří hustá vlákna - chromozomy. Chromozom se skládá ze dvou polovin - chromatidů spojených v místě zúžení (centrometr).

Naše buňky, stejně jako všechny buňky zvířat a rostlin, dodržují tzv. Zákon numerické stálosti, podle kterého je počet chromozomů určitého druhu konstantní.

Kromě toho jsou chromozomy distribuovány ve dvojicích, které jsou navzájem identické..

Každá buňka v našem těle má 23 párů chromozomů, což je několik protáhlých molekul DNA. Molekula DNA má podobu dvojité spirály, sestávající ze dvou skupin fosfátu cukru, z nichž vystupují dusíkaté báze (puriny a pyramidiny) ve formě kroků točitého schodiště..

Spolu s každým chromozomem jsou geny zodpovědné za dědičnost, přenos genetických vlastností z rodičů na děti. Jsou to oni, kdo určuje barvu očí, pokožky, tvaru nosu atd..

Mitochondrie

Mitochondrie jsou kulaté nebo protáhlé organely distribuované v cytoplazmě, obsahující vodnatý roztok enzymů, schopné provádět četné chemické reakce, jako je buněčné dýchání.

Tímto procesem se uvolňuje energie, kterou buňka potřebuje k plnění svých životně důležitých funkcí. Mitochondrie se nacházejí hlavně v nejaktivnějších buňkách živých organismů: buňkách slinivky břišní a játrech.

Buněčné jádro

Jádro, každé v každé lidské buňce, je jeho hlavní složkou, protože je to organismus, který řídí funkce buňky a nosič dědičných vlastností, což dokazuje její důležitost při reprodukci a přenosu biologické dědičnosti..

V jádru, jehož velikost se pohybuje od 5 do 30 mikronů, lze rozlišit následující prvky:

• Jaderná skořápka. Je dvojitý a díky své porézní struktuře umožňuje látkám procházet mezi jádrem a cytoplazmou.
• Jaderná plazma. Lehká, viskózní kapalina, do které jsou ponořeny zbytky jaderných struktur.
• Jádro. Sférické tělo, izolované nebo ve skupinách, podílející se na tvorbě ribozomů.
• Chromatin. Látka, která může nabývat různých barev, sestávající z dlouhých řetězců DNA (kyselina deoxyribonukleová). Vlákna jsou částice, geny, z nichž každá obsahuje informace o specifické funkci buňky.

Jádro typické buňky

Kožní buňky žijí v průměru jeden týden. Erytrocyty žijí 4 měsíce a kostní buňky - 10 až 30 let.

Centrosome

Centrosom se obvykle nachází v blízkosti jádra a hraje rozhodující roli při mitóze nebo dělení buněk.

Skládá se ze 3 prvků:

• Diplom. Skládá se ze dvou středisek - válcových struktur umístěných kolmo.
• Centrosphere. Průsvitná látka, do které je diplosom ponořen.
• Astra. Sálavá formace z vláken vycházející z centrosféry, důležitá pro mitózu.

Golgiho komplex, lysozomy

Komplex Golgi se skládá z plochých disků (talířů), ve kterých se rozlišuje hlavní prvek - cisterna a několik dictyosomů, nebo nahromadění cisteren. Tyto dictyosomy se oddělují a distribuují rovnoměrně během mitózy nebo buněčného dělení..

Lysozomy, „žaludek“ buňky, jsou tvořeny z vesikul Golgiho komplexu: obsahují trávicí enzymy, které jim umožňují trávit jídlo, které vstupuje do cytoplazmy. Jejich vnitřek nebo mykus je potažen silnou vrstvou polysacharidů, které zabraňují těmto enzymům ničit vlastní buněčný materiál..

Ribosomy

Ribozomy jsou buněčné organely o průměru asi 150 angstromů, které jsou připojeny k membránám endoplazmatického retikula nebo volně umístěné v cytoplazmě.

Skládají se ze dvou podjednotek:

• velká podjednotka se skládá ze 45 proteinových molekul a 3 RNA (ribonukleová kyselina);
• menší podjednotka se skládá z 33 proteinových molekul a 1 RNA.

Ribosomy se kombinují do polysomů pomocí molekuly RNA a syntetizují proteiny z molekul aminokyselin.

Cytoplazma

Cytoplazma je organická hmota umístěná mezi cytoplazmatickou membránou a jadernou membránou. Obsahuje vnitřní prostředí - hyaloplazmu - viskózní kapalinu, která se skládá z velkého množství vody a obsahuje proteiny, monosacharidy a tuky v rozpuštěné formě.

Je součástí buňky s životně důležitou aktivitou, protože se uvnitř ní pohybují různé buněčné organely a dochází k biochemickým reakcím. Organely hrají v buňce stejnou roli jako orgány v lidském těle: produkují životně důležité látky, vytvářejí energii, plní funkce trávení a vylučování organických látek atd..

Asi třetina cytoplazmy je voda.

Kromě toho cytoplazma obsahuje 30% organických látek (uhlohydráty, tuky, bílkoviny) a anorganických látek.

Endoplazmatické retikulum

Endoplazmatické retikulum je síťovitá struktura vytvořená obalením cytoplazmatické membrány do sebe.

Předpokládá se, že tento proces, známý jako intususcepce, vedl ke složitějším tvorům s vyššími požadavky na bílkoviny..

V závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti ribosomů v membránách se rozlišují dva typy sítí:

1. Endoplazmatické retikulum je složeno. Sada plochých struktur vzájemně propojených a komunikujících s jadernou membránou. K ní je připojeno velké množství ribozomů, takže jeho funkcí je akumulace a uvolňování proteinů syntetizovaných v ribozomech..

2. Endoplazmatické retikulum je hladké. Síť plochých a trubkových prvků, které komunikují se složeným endoplazmatickým retikulem. Syntetizuje, vylučuje a transportuje tuky v buňce spolu s proteiny složeného retikula.

Pokud si chcete přečíst všechny nejzajímavější informace o kráse a zdraví, přihlaste se k odběru novinek!

Strukturální vlastnosti a hlavní organely živočišných buněk

Živočišné buňky jsou typické eukaryotické buňky uzavřené v plazmatické membráně a obsahují jádro a organely obklopené membránou. Na rozdíl od eukaryotických buněk rostlin a hub, zvířecí buňky nemají buněčnou zeď. Tuto vlastnost ztratili v dávné minulosti jednobuněčné organismy, které porodily zvířecí království. Většina buněk, živočišných i rostlinných, má velikost mezi 1 a 100 mikrony (mikrometry), a proto jsou viditelné pouze mikroskopem.

Buňky objevil v roce 1665 britský vědec Robert Hooke, který je poprvé pozoroval ve svém hrubém (podle dnešních standardů) optickém mikroskopu 17. století. Ve skutečnosti Hooke vytvořil termín „buňka“ v biologickém kontextu. Mikroskop je základním nástrojem v buněčné biologii a často se používá k pozorování nebo studiu buněk různých organismů..

Vlastnosti zvířat a jejich buněk

Nepřítomnost tuhé buněčné stěny umožnila zvířatům vyvinout širokou škálu typů buněk, tkání a orgánů. Mobilita těchto organismů usnadnila specializovaná buňka, která tvoří nervy a svalovou tkáň, které se rostliny nemohou vyvinout. Schopnost pohybu se specializovanou svalovou tkání je charakteristickým znakem zvířecí říše, ačkoli některá zvířata, zejména houby, nemají diferencované tkáně. Je pozoruhodné, že prvoky se mohou pohybovat, ale pouze pohybem bez svalů as pomocí pseudopodií, řasinek a bičíků.

Království zvířat je mezi eukaryotickými organismy jedinečné, protože většina živočišných tkání je v extracelulární matrici spojena trojitou spirálou proteinu známého jako kolagen. Rostlinné a houbové buňky jsou vázány v tkáních nebo agregátech jinými molekulami, jako je pektin. Skutečnost, že žádný jiný organismus nepoužívá kolagen tímto způsobem, je jedním ze znaků, že všechna zvířata vznikla ze stejného jednobuněčného předka. Kosti, skořápky, spikly a jiné tvrzené struktury se vytvářejí, když se extracelulární matrice obsahující kolagen mezi živočišnými buňkami stává kalcifikovanou.

Zvířata jsou velká a neuvěřitelně rozmanitá skupina organismů. Protože jsou mobilní, jsou schopni vnímat a reagovat na své okolí, mají flexibilitu při hledání potravy, ochraně a reprodukci. Na rozdíl od rostlin však zvířata nemohou produkovat své jídlo, a proto vždy závisí přímo nebo nepřímo na životě rostlin..

Většina živočišných buněk je diploidních, což znamená, že jejich chromozomy existují v homologních párech. Je známo, že se někdy vyskytují různé chromozomální ploidy. K šíření živočišných buněk dochází různými způsoby. V případě sexuální reprodukce je nejprve nutný buněčný proces meiózy, aby bylo možné získat haploidní dceřiné buňky nebo gamety. Tyto dvě haploidní buňky se poté roztaví a vytvoří diploidní zygota, která se během mitózy vyvíjí na nový organismus.

Nejdříve fosílie zvířat se datují do období Vendiánů (před 650–454 miliony let). První masové vyhynutí skončilo tímto obdobím, ale během následujícího kambrského období exploze nových forem života vedla ke vzniku mnoha hlavních známých skupin fauny. Existují důkazy, že se obratlovci objevili před počátkem ordovického období (před 505–438 miliony let).

Struktura živočišných buněk

Pomocí níže uvedených odkazů získáte další informace o různých organelách nalezených v živočišných buňkách.

• Centrioly jsou samoreplikujícími se organely, které se skládají z devíti svazků mikrotubulů a nacházejí se pouze v živočišných buňkách. Pomáhají při organizaci dělení buněk, ale nejsou pro tento proces zásadní..
• Cilia a Flagella jsou nezbytné pro pohyb buněk. U mnohobuněčných organismů funkce řasinek slouží k pohybu tekutin nebo látek kolem imobilní buňky a také k pohybu buněk nebo skupin buněk.
• Endoplazmatické retikulum je síť vaků, která produkuje, zpracovává a transportuje chemické sloučeniny uvnitř a vně buňky. Je spojen s dvouvrstvou jadernou obálkou, která poskytuje potrubí mezi jádrem a cytoplazmou.
• Endozomy jsou vezikuly vázané na membránu vytvořené komplexem komplexních procesů známých jako endocytóza a nacházejí se v cytoplazmě prakticky každé zvířecí buňky. Hlavním mechanismem endocytózy je opak toho, co se děje během exocytózy nebo sekrece buněk.
• Golgiho komplex (přístroj) - oddělení distribuce a dodávky buněčných chemikálií. Modifikuje proteiny a tuky zabudované do endoplazmatického retikula a připravuje je na export mimo buňku.
• Meziproduktová vlákna jsou široká třída vláknitých proteinů, které hrají důležitou roli jak ve strukturních, tak ve funkčních prvcích cytoskeletu. Fungují jako prvky, které pomáhají udržovat tvar a tuhost buňky.
• Lysozomy - provádějí zažívací funkce zpracováním buněčného odpadu.
• Mikrovlákna jsou vlákna globulárních proteinů nazývaná aktin. Tato vlákna mají převážně strukturální funkci a jsou důležitou součástí cytoskeletu.
• Mikrotubuly jsou rovné, duté válce přítomné v cytoplazmě všech eukaryotických buněk (prokaryoty ne) a provádějící řadu funkcí, od transportu po strukturální podporu.
• Mitochondrie jsou protáhlé organely, které se nacházejí v cytoplazmě každé eukaryotické buňky. V živočišné buňce jsou hlavními generátory energie, přeměňující kyslík a živiny na energii.
• Jádro je vysoce specializovaná organela, která slouží jako informační a administrativní centrum buňky. Tato organela má dvě hlavní funkce: 1) skladování dědičného buněčného materiálu nebo DNA; 2) koordinace buněčné aktivity, která zahrnuje růst, střední metabolismus, syntézu a reprodukci proteinů (dělení buněk).
• Peroxisomy - skupina sférických organel spojených jednou membránou nalezenou v cytoplazmě.
• Plazmatická membrána - ochranná vrstva buňky, která také reguluje průchod molekul do a z buněk.
• Ribosomy jsou malé organely tvořené přibližně 60% RNA a 40% proteinu. V eukaryotech jsou ribosomy tvořeny čtyřmi vlákny RNA. V prokaryotech obsahují tři řetězce RNA.

Rakovinové buňky

Rakovinové buňky jsou často obrazně označovány jako vzpurné buňky nebo buňky s antisociálním chováním. Žijí sami za sebe, bez ohledu na zájmy sousedů a celého organismu: nekontrolovatelně se množí, nereagují na molekulární signály zvenčí, nevykonávají užitečné funkce a mohou se v těle pohybovat podle svého uvážení. Když je jich dost, tvoří zhoubný nádor a u této osoby je diagnostikována rakovina..

Jak se rakovinné buňky liší od normálních buněk?

Aby lidské tělo správně fungovalo jako celek, musí každá buňka v něm dodržovat obecná pravidla a mít některé základní vlastnosti:

• být na místě, které mu bylo přiděleno: je zajištěno v důsledku buněčné adheze, to znamená, že se buňky navzájem „slepí“;
• reprodukovat pouze v případě potřeby;
• specializovat se na výkon určitých funkcí: za tímto účelem každá buňka záměrně omezuje sama sebe, aktivuje některé geny a „vypne“ jiné;
• „Opravte“ svou DNA, pokud se v ní vyskytly „poruchy“;
• spáchat „sebevraždu“, pokud v ní došlo k nenapravitelným patologickým změnám nebo pokud „stárne“.

Do velké míry jsou tyto funkce poskytovány díky skutečnosti, že buňky v těle neustále „spolu komunikují“ a reagují na určité signalizační molekuly. Rakovinová buňka tyto signály ignoruje. Začne žít, jako by tu byla sama, a neměla by počítat se zájmy svých sousedů:

Nepřestává se množit. Bez ohledu na to, kolik kopií nádorová buňka vytvoří, nezastaví se. Maligní nádor v těle neustále roste a šíří se.

Nelepí se na sousední buňky. Na povrchu „rebelů“ molekuly mizí, což je udržuje na správném místě mezi svými sousedy. Díky tomu se rakovinová buňka může odtrhnout od primárního nádoru a cestovat tělem. Během této cesty umírá nebo se usazuje v nějakém orgánu, vytváří své vlastní klony a vytváří nové zaměření na nádor - metastázy.

Ne specializujte se. Rakovinová buňka se nestává specializovanou a nevykonává funkce užitečné pro tělo. Proces specializace buněk se nazývá diferenciace. Čím nižší je stupeň diferenciace, tím agresivnější se rakovina chová..

Neopravujte jejich DNA. V důsledku toho se v nádorových buňkách hromadí stále více mutací, které se stávají méně diferencovanými a rychlejšími. Nejsou náchylní k apoptóze - programované buněčné smrti.

V prekancerózních podmínkách ztratí buňky také své normální vlastnosti. Liší se ale také od rakovinných, především tím, že se v těle nemohou šířit..
Zvláštním typem zhoubných nádorů je tzv. „In situ rakovina“. Buňky jsou již rakovinné, ale dosud se nerozšíří mimo své původní umístění. Karcinom in situ technicky není rakovina, ale obecně se považuje za nejčasnější stadium rakoviny.

Jaké jsou příčiny vzniku rakovinných buněk?

Proč se rakovinné buňky objevily v těle konkrétní osoby, je do značné míry rétorická otázka.

Každá živá buňka funguje a množí se v souladu s genetickými informacemi, které jsou v ní obsaženy. Když dojde k určitým mutacím, tyto jemné regulační mechanismy zmizí a může dojít k maligní degeneraci..

Je těžké říci, co přesně vedlo k takovým mutacím v každém případě. Moderní lékaři a vědci znají pouze rizikové faktory, které zvyšují pravděpodobnost maligní transformace a vývoje nemoci. Zde jsou hlavní:

• Nepříznivá ekologická situace.
• Kouření.
• Nadměrná konzumace alkoholu.
• Nebezpečí při práci, kontakt s karcinogenními látkami a různé záření při práci.
• Obezita, nadváha.
• Ultrafialové záření ze slunce a solárií.
• Sedavý životní styl.
• Věk: V průběhu času se hromadí mutace, takže u starších lidí se zvyšuje pravděpodobnost výskytu rakovinných buněk v těle.
• Nezdravá strava: převaha živočišných tuků, červeného a zpracovaného masa ve stravě.

Žádný z těchto faktorů nevede se stoprocentní pravděpodobností k rozvoji maligního nádoru..

Jaké jsou typy rakovinových genů??

Ne všechny mutace jsou vytvořeny rovnocenné. Rakovina je způsobena těmi, které vznikají v určitých genech:

Onkogeny aktivují buněčnou proliferaci. Maligní transformace nastane, když se stanou příliš aktivní. Příkladem je gen, který kóduje protein HER2. Tento receptorový protein je umístěn na povrchu buňky a způsobuje jeho množení..

Geny potlačující nádor inhibují proliferaci buněk, opravují poškozenou DNA a indukují buněčnou smrt programovanou apoptózou. Příklady takových genů: BRCA1, BRCA2, TP53 (kóduje protein p53 - „strážce genomu“, který vyvolává apoptózu v poškozených buňkách).

Mutace vedoucí k rakovině mohou být dědičné (vyskytující se v zárodečných buňkách) a somatické (vyskytující se v buňkách těla během života).

Základní charakteristika a struktura rakovinných buněk

Rakovinné buňky mají tři základní vlastnosti, díky nimž je rakovina tak nebezpečná:

• Schopnost nekontrolované reprodukce.
• Schopnost invaze - klíčivost do okolních tkání.
• Schopnost metastazovat - rozšířit se v těle a vytvářet nové ohniská v různých orgánech.

Ne každá nádorová buňka je rakovinná. Rakovina nebo karcinom se nazývá zhoubné nádory z epiteliální tkáně, která lemuje kůži, sliznice vnitřních orgánů a tvoří žlázy. Z pojivové tkáně (kost, tuk, sval, chrupavka, krevní cévy) se vyvíjejí sarkomy. Zhoubná onemocnění krvetvorných orgánů se nazývají leukémie. Nádory z buněk imunitního systému - lymfomy a myelomy.

Jak vypadají rakovinné buňky pod mikroskopem?

Stručně řečeno, jsou velmi odlišné od těch normálních, které patolog očekává, že uvidí při zkoumání tkáně pod mikroskopem. Rakovinové buňky jsou větší nebo menší, nepravidelného tvaru, abnormálního jádra. Pokud jsou normální buňky v jedné tkáni stejné velikosti, pak se rakovinné buňky často liší. Jádro obsahuje hodně DNA, takže je větší (jeho velikost je také variabilní), a když je obarvený speciálními látkami, vypadá tmavší.

Některé struktury, jako jsou žlázy, jsou tvořeny z normálních buněk. Rakovinové buňky jsou chaotičtější. Například tvoří žlázy zdeformovaného, ​​nepravidelného tvaru nebo nepochopitelné hmoty, které vůbec nevypadají jako žlázy.

Jak se rakovinné buňky vyvíjejí, v jakých fázích se vyvíjí?

Nádory na rakovinu rostou dělením buněk, které je tvoří. Během dělení tvoří maligní buňky dvě kopie sebe samé, takže k růstu dochází exponenciálně. Například, aby se vytvořil 1 cm nádor, je třeba asi 30 zdvojení. Po 40 zdvojnásobení dosáhne novotvary hmotnost 1 kg a tato velikost je pro pacienta považována za kritickou, smrtelnou..

Podle moderních konceptů jsou za růst maligního nádoru zodpovědné tzv. Nádorové kmenové buňky. Aktivně se dělí, zatímco jiné nádorové buňky prostě existují. Moderní vědci hledají způsoby léčby, které se zaměřují na tyto kmenové buňky.

Doba zdvojení nádorových buněk se liší. Například u leukémie se to stane za 4 dny au rakoviny tlustého střeva - za 2 roky. Trvá dlouho, než nádor dosáhne tak velké velikosti, že začne vykazovat jakékoli příznaky. Například, pokud má pacient s rakovinou nějaké stížnosti a poté žil rok, je pravděpodobné, že nádor v jeho těle v době výskytu stížností již existoval asi tři roky, prostě o něm nevěděl.

Dokud je rakovina malá, má dostatek kyslíku. Ale jak roste, stále více zažívá hladovění kyslíkem - hypoxii. K uspokojení svých potřeb produkují nádorové buňky látky, které stimulují tvorbu krevních cév - angiogenezi.

Jak nádor roste, dochází k invazi - šíření rakovinných buněk do okolních tkání. Produkují enzymy, které ničí normální buňky.

Některé z nich se oddělují od mateřského nádoru, pronikají do krevních a lymfatických cév a vytvářejí v nich sekundární ložiska - metastázy. Toto je hlavní nebezpečí maligních nádorů. Smrt mnoha pacientů s rakovinou způsobují metastatické ložiska..

Eliminace rakovinných buněk: Co jim pomáhá zabít?

Proti rakovinovým buňkám lze bojovat mnoha způsoby. Například je vyjměte z těla chirurgicky. To je však možné pouze v případech, kdy nádor neměl čas se v těle výrazně rozšířit. I když lze provést radikální operaci, nikdy neexistuje 100% záruka, že mikroskopické ložiskové ložiska nezůstanou v těle, což v budoucnu způsobí relapsu. Proto jsou chirurgické intervence často doplněny adjuvantní a neoadjuvantní terapií..

Další ošetření:

• Chemoterapeutická léčiva mají různé mechanismy účinku, ale všechny se scvrkávají a poškozují a ničí rychle se množící buňky. Za prvé, samozřejmě, trpí také rakovinné, ale také některé normální tkáně, proto se mohou objevit závažné vedlejší účinky..
• Radiační terapie funguje podobně jako chemoterapie a zacílí na rychle se množící buňky.
• Cílená léčiva cílená na molekuly, které pomáhají rakovinným buňkám proliferovat, přežít a bránit se proti imunitnímu systému. Například existují blokátory HER2, které byly diskutovány výše, inhibitory VEGF - látky, s nimiž nádorové buňky „pěstují“ krevní cévy pro sebe..
• Imunoterapie pomáhá imunitnímu systému detekovat a ničit nádorové buňky.

Evropská klinika používá v boji proti rakovině nejmodernější originální léky. Máme příležitost provést molekulárně genetickou analýzu nádorové tkáně, zjistit, které mutace způsobily, že se buňky stanou maligními, a předepsat nejúčinnější personalizovanou terapii. Kontaktujte nás, víme, jak pomoci.

Struktura živočišné buňky

Vědci považují živočišnou buňku za hlavní část těla zástupce živočišné říše, jednobuněčného i mnohobuněčného.

Jsou eukaryotičtí, mají skutečné jádro a specializované struktury organel, které vykonávají diferencované funkce..

Rostliny, houby a protisté mají eukaryotické buňky, zatímco bakterie a archaea mají jednodušší prokaryotické buňky.

Struktura živočišné buňky se liší od struktury rostliny. Živočišná buňka nemá stěny ani chloroplasty (organely, které provádějí fotosyntézu).

Kresba živočišných buněk s podpisy

Buňka se skládá z mnoha specializovaných organel, které plní různé funkce.

Nejčastěji obsahuje většinu, někdy všechny existující typy organel.

Hlavní organely a organely živočišné buňky

Organely a organely jsou „orgány“ odpovědné za fungování mikroorganismu.

Jádro je zdrojem genetického materiálu deoxyribonukleové kyseliny (DNA). DNA je zdrojem tvorby bílkovin, které kontrolují stav těla. V jádru jsou řetězce DNA pevně obaleny kolem vysoce specializovaných proteinů (histonů), které vytvářejí chromozomy.

Jádro vybírá geny pro řízení aktivity a funkce tkáňové jednotky. V závislosti na typu buňky má odlišnou sadu genů. DNA je umístěna v nukleoidní oblasti jádra, kde se tvoří ribozomy. Jádro je obklopeno jadernou membránou (karyolemma), dvojitou lipidovou dvojvrstvou, která jej chrání před ostatními komponenty.

Jádro reguluje růst a dělení buněk. Během mitózy se v jádře vytvářejí chromozomy, které se v procesu reprodukce duplikují a vytvářejí dvě dceřiné jednotky. Organely zvané centrosomy pomáhají organizovat DNA během dělení. Jádro je obvykle singulární.

Ribosomy

Ribosomy jsou místem syntézy proteinů. Nacházejí se ve všech tkáňových jednotkách, v rostlinách a zvířatech. V jádru je sekvence DNA, která kóduje specifický protein, zkopírována do řetězce volného messenger RNA (mRNA).

Řetězec mRNA putuje do ribozomu přes přenosovou RNA (tRNA) a jeho sekvence se používá k určení uspořádání aminokyselin v řetězci, který tvoří protein. Ve zvířecí tkáni jsou ribozomy umístěny volně v cytoplazmě nebo připojeny k membránám endoplazmatického retikula.

Endoplazmatické retikulum

Endoplazmatické retikulum (ER) je síť membránových vaků (cisteren) vycházejících z vnější jaderné membrány. Modifikuje a transportuje proteiny vytvořené ribozomy.

Existují dva typy endoplazmatického retikula:

Granulární ER obsahuje připojené ribozomy. Agranular ER neobsahuje navázané ribozomy, podílí se na tvorbě lipidů a steroidních hormonů a na odstraňování toxických látek.

Vesicles

Vesikuly jsou malé koule lipidové dvojvrstvy, které tvoří vnější membránu. Používají se k transportu molekul přes buňku z jedné organely do druhé, podílejí se na metabolismu.

Specializované vezikuly zvané lysozomy obsahují enzymy, které štěpí velké molekuly (uhlohydráty, lipidy a proteiny) na menší pro snazší použití v tkáni.

Golgiho aparát

Golgiho aparát (Golgiho komplex, Golgiho tělo) se také skládá z nespojených cisteren (na rozdíl od endoplazmatického retikula).

Golgiho aparát přijímá proteiny, třídí je a balí do vesikul.

Mitochondrie

Proces buněčného dýchání se provádí v mitochondriích. Cukry a tuky se ničí, energie se uvolňuje ve formě adenosintrifosfátu (ATP). ATP řídí všechny buněčné procesy, mitochondrie produkuje ATP buňky. Mitochondrie se někdy nazývá „generátory“.

Buněčná cytoplazma

Cytoplasma je kapalné médium buňky. Může však fungovat i bez jádra na krátkou dobu.

Cytosol

Buněčná tekutina se nazývá cytosol. Cytosol a všechny organely v něm, s výjimkou jádra, se společně nazývají cytoplazma. Cytosol se skládá převážně z vody a obsahuje také ionty (draslík, bílkoviny a malé molekuly).

Cytoskeleton

Cytoskelet je síť vláken a kanálků distribuovaných v cytoplazmě.

Provádí následující funkce:

• dává tvar,
• poskytuje sílu,
• stabilizuje tkáně,
• opravuje organely na konkrétních místech,
• hraje důležitou roli při přenosu signálu.

Existují tři typy cytoskeletálních vláken: mikrovlákna, mikrotubuly a střední vlákna. Mikrovlákna jsou nejmenšími prvky cytoskeletu a mikrotubuly jsou největší.

Buněčná membrána

Buněčná membrána zcela obklopuje živočišnou buňku, která na rozdíl od rostlin nemá buněčnou zeď. Buněčná membrána je dvojitá vrstva fosfolipidů.

Fosfolipidy jsou molekuly obsahující fosfáty vázané na radikály glycerolu a mastných kyselin. Díky své hydrofilní a hydrofobní vlastnosti spontánně vytvářejí ve vodě dvojité membrány..

Buněčná membrána je selektivně propustná, je schopna procházet určitými molekulami. Kyslík a oxid uhličitý snadno procházejí, zatímco velké nebo nabité molekuly musí procházet zvláštním kanálem v membráně, aby se udržela homeostáza.

Lysozomy

Lysozomy jsou organely, které degradují látky. Lyzozom obsahuje asi 40 degradujících enzymů. Je zajímavé, že samotný buněčný organismus je chráněn před degradací v případě průniku lysozomálních enzymů do cytoplazmy, jsou rozloženy mitochondrie, které dokončily své funkce. Po štěpení se vytvoří zbytková tělesa, primární lyzozomy se přemění na sekundární.

Centriole

Centrioly jsou hustá těla umístěná v blízkosti jádra. Počet středů se liší, nejčastěji jsou dvě. Centioly jsou propojeny endoplazmatickým můstkem.

Jak zvířecí buňka vypadá pod mikroskopem

Hlavní komponenty jsou viditelné pod standardním optickým mikroskopem. Vzhledem k tomu, že jsou spojeny v neustále se měnícím organismu v pohybu, může být obtížné identifikovat jednotlivé organely.

Následující části jsou bezpochyby:

Vysoké rozlišení mikroskopu, pečlivě připravený vzorek a určitá praxe pomohou studovat buňku podrobněji..

Centriolové funkce

Přesné funkce centriole zůstávají neznámé. Hypotéza je rozšířená, že se střediska podílejí na štěpném procesu, vytvářejí štěpné vřeteno a určují jeho směr, ve vědeckém světě však není jistota.

Struktura lidských buněk - kresba s titulky

Jednotka lidské buněčné tkáně má složitou strukturu. Obrázek ukazuje hlavní struktury.

Každá složka má svůj vlastní účel, pouze v konglomerátu zajišťuje fungování důležité části živého organismu.

Příznaky živé buňky

Živá buňka je svou charakteristikou podobná živé bytosti jako celku. Vdechuje, jí, vyvíjí se, sdílí, ve své struktuře probíhají různé procesy. Je zřejmé, že blednutí přírodních procesů pro tělo znamená smrt.

Rozlišovací vlastnosti rostlinných a živočišných buněk v tabulce

Rostlinné a živočišné buňky mají podobnosti i rozdíly, které jsou stručně popsány v tabulce:

Hlavní složky jsou podobné pro rostlinné i živočišné částice.

Závěr

Živočišná buňka je komplexní aktivní organismus s charakteristickými rysy, funkcemi a účelem existence. Všechny organely a organely přispívají k životně důležité činnosti tohoto mikroorganismu..

Vědci zkoumali některé komponenty, funkce a vlastnosti ostatních musí být teprve objeveny..

Jak vypadá klec

Všechny buněčné formy života na Zemi lze rozdělit do dvou království na základě struktury jejich základních buněk - prokaryoty (prenuclear) a eukaryoty (nukleární). Prokaryotické buňky mají jednodušší strukturu, zjevně se objevily v procesu evoluce dříve. Eukaryotické buňky jsou složitější a objevují se později. Buňky, které tvoří lidské tělo, jsou eukaryotické.

Přes rozmanitost forem je organizace buněk všech živých organismů podřízena sjednoceným strukturálním principům.

Živý obsah buňky - protoplast - je od prostředí oddělen plazmatickou membránou nebo plazmatemem. Uvnitř buňky je naplněna cytoplazma, ve které jsou umístěny různé organely a buněčné inkluze, jakož i genetický materiál ve formě molekuly DNA. Každá z organel buňky plní svou vlastní zvláštní funkci a v souhrnu určují všechny životní aktivitu buňky jako celku.

Prokaryotická buňka

Prokaryoty (z latiny pro - před, před a řecké κάρῠον - jádro, ořech) jsou organismy, které na rozdíl od eukaryotů nemají vytvořené buněčné jádro a jiné organismy vnitřní membrány (s výjimkou plochých cisteren u fotosyntetických druhů, například v cyanobakterie). Jediná velká kruhová (u některých druhů - lineární) dvouřetězcová molekula DNA, která obsahuje většinu genetického materiálu buňky (tzv. Nukleoid), netvoří komplex s histonovými proteiny (tzv. Chromatin). Prokaryoty zahrnují bakterie, včetně sinic (modrozelené řasy) a archaea. Potomci prokaryotických buněk jsou organely eukaryotických buněk - mitochondrie a plastidy.

Eukaryotická buňka

Eukaryoty (eukaryoty) (z řeckého ευ - dobře, úplně a κάρῠον - jádro, ořech) jsou organismy, které, na rozdíl od prokaryot, mají vytvořené buněčné jádro, které je od cytoplazmy odděleno jadernou membránou. Genetický materiál je uzavřen v několika lineárních dvouřetězcových molekulách DNA (v závislosti na typu organismu se jejich počet na jádro může lišit od dvou do několika stovek), zevnitř připojený k membráně buněčného jádra a ve velké většině (kromě dinoflagelátů) komplexu s histonovými proteiny, který se nazývá histonové proteiny chromatin. V eukaryotických buňkách existuje systém vnitřních membrán, které kromě jádra tvoří řadu dalších organel (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát atd.). Kromě toho má převážná většina permanentní intracelulární symbionty-prokaryoty - mitochondrie a v řasách a rostlinách - také plastidy.

Struktura eukaryotické buňky

Povrchový komplex živočišné buňky

Skládá se z glykalyxu, plasmalemu a kortikální vrstvy cytoplazmy umístěné pod ním. Plazmatická membrána se také nazývá plazmatem, vnější buněčná membrána. Je to biologická membrána tlustá asi 10 nanometrů. Nejprve poskytuje ohraničující funkci ve vztahu k vnějšímu prostředí buňky. Kromě toho provádí transportní funkci. Buňka nevynakládá energii na udržování integrity své membrány: molekuly jsou drženy podle stejného principu, podle kterého jsou tukové molekuly drženy pohromadě - je termodynamicky výhodnější, aby hydrofobní části molekul byly umístěny v těsné vzájemné blízkosti. Glycocalyx představuje molekuly oligosacharidů, polysacharidů, glykoproteinů a glykolipidů „ukotvených“ v plazmatu. Glycocalyx vykonává funkce receptoru a markeru. Plazmatická membrána živočišných buněk sestává hlavně z fosfolipidů a lipoproteinů s vloženými molekulami proteinů, zejména povrchových antigenů a receptorů. Kortikální (sousedící s plazmatickou membránou) vrstva cytoplazmy obsahuje určité prvky cytoskeletu - aktinová mikrofilamenta uspořádaná určitým způsobem. Hlavní a nejdůležitější funkcí kortikální vrstvy (kůry) jsou pseudopodiální reakce: vyhazování, zachycení a kontrakce pseudopodií. V tomto případě se mikrofilamenty přestavují, prodlužují nebo zkracují. Tvar buňky také závisí na struktuře cytoskeletu kortikální vrstvy (například přítomnost mikrovilli).

Struktura cytoplazmy

Kapalná složka cytoplazmy se také nazývá cytosol. Pod světelným mikroskopem se zdálo, že buňka byla naplněna něčím, jako je tekutá plazma nebo sol, ve kterém se jádro a další organely „vznášejí“. Ve skutečnosti tomu tak není. Vnitřní prostor eukaryotické buňky je přísně uspořádán. Pohyb organel je koordinován pomocí specializovaných transportních systémů, tzv. Mikrotubulů, které slouží jako intracelulární „silnice“ a speciální bílkoviny, dyneiny a kineziny, které hrají roli „motorů“. Jednotlivé proteinové molekuly se také nedifundují volně uvnitř intracelulárního prostoru, ale jsou nasměrovány do nezbytných kompartmentů pomocí speciálních signálů na jejich povrchu, které jsou rozpoznávány buněčnými transportními systémy.

Endoplazmatické retikulum

V eukaryotické buňce existuje systém membránových kompartmentů (zkumavek a cisteren), které prochází navzájem, což se nazývá endoplazmatické retikulum (nebo endoplazmatické retikulum, EPR nebo EPS). Tato část ER, na membránách, ke kterým jsou připojeny ribozomy, se označuje jako granulované (nebo hrubé) endoplazmatické retikulum, proteiny se syntetizují na jejích membránách. Tyto oddíly bez ribozomů na jejich stěnách jsou označovány jako hladké (nebo agranulární) EPR, které se účastní syntézy lipidů. Vnitřní prostory hladké a zrnité EPR nejsou izolované, ale procházejí do sebe a komunikují s lumenem jaderné obálky.

Golgiho aparát

Golgiho aparát je stoh plochých membránových cisteren, poněkud rozšířených směrem k okrajům. V cisternách Golgiho aparátu dozrávají některé proteiny syntetizované na membránách zrnitého ER a určené k sekreci nebo tvorbě lysozomů. Golgiho aparát je asymetrický - cisterny umístěné blíže k buněčnému jádru (cis-Golgi) obsahují nejméně zralé proteiny, membránové váčky - vezikuly vycházející z endoplazmatického retikula - se k těmto cisternám nepřetržitě připojují. Zdá se, že s pomocí stejných bublin dochází k dalšímu pohybu zrajících proteinů z jedné cisterny na druhou. Nakonec vezikuly obsahující plně zralé proteiny se budí z opačného konce organely (trans-Golgi).

Buněčné jádro obsahuje molekuly DNA, na nichž jsou zaznamenány genetické informace těla. V jádru dochází k replikaci - zdvojnásobení molekul DNA, stejně jako transkripci - syntéza molekul RNA na matrici DNA. V jádru syntetizované molekuly RNA procházejí některými modifikacemi (například nevýznamné, bezvýznamné oblasti jsou vyloučeny z molekul messengerové RNA během sestřihu), po kterých vstupují do cytoplazmy. Shromáždění ribozomů také nastane v jádru, ve zvláštních formacích volala nucleoli. Prostor pro jádro - karyoteca - je tvořen v důsledku expanze a fúze endoplazmatických retikulárních cisteren navzájem takovým způsobem, že jádro má dvojité stěny kvůli úzkým oddílům jaderné obálky, která jej obklopuje. Dutina jaderné obálky se nazývá lumen nebo perinukleární prostor. Vnitřní povrch jaderné obálky je podložen jadernou laminou, tuhou proteinovou strukturou tvořenou lamina bílkovinami, ke které jsou připojeny prameny chromozomální DNA. V některých místech se vnitřní a vnější membrány jaderné obálky slučují a tvoří takzvané jaderné póry, skrz které dochází k výměně materiálu mezi jádrem a cytoplazmou.

Cytoskeleton

Mezi prvky cytoskeletu patří proteinové fibrilární struktury umístěné v cytoplazmě buňky: mikrotubuly, aktin a mezivlákna. Mikrotubuly se účastní transportu organel, jsou součástí bičíků a z mikrotubulů je vytvořeno mitotické vřeteno dělení. Aktinová vlákna jsou nezbytná pro udržení tvaru buňky, pseudopodiální reakce. Zdá se také, že úlohou mezilehlých filamentů je udržovat buněčnou strukturu. Cytoskeletové proteiny tvoří několik desítek procent hmotnosti buněčného proteinu.

Centrioli

Centrioly jsou válcovité proteinové struktury umístěné v blízkosti jádra živočišných buněk (rostliny nemají středíky). Střed je válec, jehož boční povrch je tvořen devíti sadami mikrotubulů. Počet mikrotubulů v sadě se může lišit pro různé organismy od 1 do 3.

Kolem středisek je tzv. Centrum organizace cytoskeletu, oblast, ve které jsou seskupeny mínusové konce buněčných mikrotubulů.

Před dělením obsahuje buňka dvě střediska umístěná kolmo k sobě. Během mitózy se odchylují na různých koncích buňky a vytvářejí póly dělicího vřetena. Po cytokinéze obdrží každá dceřinná buňka jeden centiol, který se zdvojnásobí pro další dělení. K zdvojnásobení středisek nedochází dělením, ale syntézou nové struktury kolmé k existující.

Centioly se zdají být homologní s bazálními těly bičíků a řasinek..

Mitochondrie

Mitochondrie jsou speciální organely buňky, jejichž hlavní funkcí je syntéza ATP - univerzálního nosiče energie. Dýchání (absorpce kyslíku a uvolňování oxidu uhličitého) také nastává kvůli enzymatickým systémům mitochondria.

Vnitřní lumen mitochondrií, nazývaný matrice, je z cytoplazmy vymezen dvěma vnějšími a vnitřními membránami, mezi nimiž je mezimembránový prostor umístěn. Vnitřní membrána mitochondrie tvoří záhyby zvané cristae. Matrice obsahuje různé enzymy podílející se na dýchání a syntéze ATP. Vodíkový potenciál vnitřní mitochondriální membrány má zásadní význam pro syntézu ATP..

Mitochondrie mají svůj vlastní genom DNA a prokaryotické ribozomy, což určitě ukazuje na symbiotický původ těchto organel. V mitochondriální DNA nejsou kódovány všechny mitochondriální proteiny vůbec, většina genů mitochondriálních proteinů je umístěna v jaderném genomu a odpovídající produkty jsou syntetizovány v cytoplazmě a poté transportovány do mitochondrií. Mitochondriální genomy se liší velikostí: například genom lidské mitochondrie obsahuje pouze 13 genů. Nejjednodušší Reclinomonas americana má největší počet mitochondriálních genů (97) studovaných organismů.

Porovnání pro a eukaryotických buněk

Nejdůležitější rozdíl mezi eukaryoty a prokaryoty byl dlouho považován za přítomnost formovaného jádra a membránových organel. Avšak v 70. až 80. letech 20. století. vyšlo najevo, že je to pouze důsledek hlubších rozdílů v organizaci cytoskeletu. Nějakou dobu se věřilo, že cytoskelet je charakteristický pouze pro eukaryoty, ale v polovině 90. let. proteiny homologní s hlavními proteiny eukaryotického cytoskeletu byly také nalezeny v bakteriích.

Právě přítomnost specificky uspořádaného cytoskeletu umožňuje eukaryotům vytvořit systém mobilních vnitřních membránových organel. Kromě toho cytoskelet umožňuje endo- a exocytózu (předpokládá se, že právě díky endocytóze se v eukaryotických buňkách objevily intracelulární symbionty, včetně mitochondrie a plastidů). Další důležitou funkcí eukaryotického cytoskeletu je zajištění dělení jádra (mitóza a meióza) a těla (cytotomie) eukaryotické buňky (dělení prokaryotických buněk se snadněji organizuje). Rozdíly ve struktuře cytoskeletu také vysvětlují další rozdíly mezi pro a eukaryoty - například stálost a jednoduchost forem prokaryotických buněk a významná rozmanitost tvaru a schopnost jej změnit v eukaryotických, jakož i jejich relativně velká velikost. Velikost prokaryotických buněk je tedy v průměru 0,5 až 5 mikrometrů, velikost eukaryotických - v průměru 10 až 50 mikrometrů. Kromě toho existují pouze mezi eukaryoty opravdu obrovské buňky, jako jsou masivní vajíčka žraloků nebo pštrosů (v ptačí vejce, celý žloutek je jedno obrovské vajíčko), neurony velkých savců, jejichž procesy, posílené cytoskeletem, mohou dosáhnout desítek centimetrů na délku.

Anaplasie

Zničení buněčné struktury (například u maligních nádorů) se nazývá anaplasie.

Historie objevování buněk

První, kdo viděl buňky, byl anglický vědec Robert Hooke (známý nám díky Hookeovu zákonu). V 1663, Hooke se snažil pochopit, proč korok vznáší tak dobře, začal zkoumat tenké části korku pomocí mikroskopu, který vylepšil. Zjistil, že korek byl rozdělen do mnoha malých buněk, které mu připomínaly klášterní buňky, a nazval tyto buněčné buňky (v anglické buňce znamená „buňka, buňka, klec“). V 1674, holandský mistr Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), s pomocí mikroskopu, nejprve viděl v kapce vody “zvířata” - pohybující se živé organismy. Na začátku 18. století vědci věděli, že při vysokém zvětšení mají rostliny buněčnou strukturu a viděli některé organismy, které se později nazývaly jednobuněčné. Celulární teorie struktury organismů však byla vytvořena až v polovině 19. století, poté, co se objevily výkonnější mikroskopy a byly vyvinuty metody fixace a barvení buněk. Jedním z jejích zakladatelů byl Rudolf Virchow, ale v jeho myšlenkách bylo mnoho chyb: například předpokládal, že buňky jsou vzájemně slabě propojeny a každá existuje „sama o sobě“. Teprve později bylo možné prokázat integritu buněčného systému.