• Čo je eukaryotická bunka?
• Typy eukaryotických buniek
• Funkcie eukaryotických buniek
• Časti eukaryotickej bunky
• Rozdiel medzi eukaryotickou bunkou a prokaryotickou bunkou

Vysvetlíme, čo je eukaryotická bunka, aké existujú typy, ich časti a funkcie. Tiež jeho rozdiely s prokaryotickou bunkou.

Eukaryotické bunky sa vyznačujú tým, že majú dobre definované jadro.

Čo je eukaryotická bunka?

Nazýva sa eukaryotická bunka (z gréckeho slova eukaryota, viazanie z EÚ "Pravda" a karyon "Oriešok, jadro") na všetky bunky, v ktorých cytoplazmách možno nájsť membránu, ktorá ohraničuje bunkové jadro, ktorý obsahuje väčšinu ich genetického materiálu (DNA). V tomto sa líši od prokaryotická bunka, oveľa primitívnejšie a ktorých genetický materiál je rozptýlený v cytoplazme. Okrem toho, na rozdiel od prokaryotov, eukaryotické bunky majú organely alebo organely, špecializované subcelulárne štruktúry, ktoré možno identifikovať v rámci membrán a sú nimi ohraničené (napríklad bunky mitochondrie a chloroplasty).

Vznik eukaryotických buniek bol dôležitým krokom v evolúcii života a položil základy oveľa väčšej biologickej diverzity, vrátane vzniku bunky špecializované v rámci mnohobunkových organizácií. To viedlo k vzniku kráľovstvách: protisti, huby, rastliny, Y zvierat. The živé bytosti tvorené eukaryotickými bunkami sa nazývajú eukaryoty.

Hoci vedecká komunita nepochybuje o relevantnosti vzhľadu eukaryotických buniek, zatiaľ nebolo možné poskytnúť veľmi jasné vysvetlenie ich vzniku. Najuznávanejšia teória hovorí o možnej symbiogenéze medzi dvoma prokaryotmi, teda o procese symbióza medzi jedným baktérie a archea, ktorá, koexistujúc veľmi blízko, by po generáciách tvorila ten istý organizmus, natoľko závislý, že sa stali jedným na druhom. Túto teóriu o vzniku eukaryotických buniek vytvoril americký evolučný biológ Lynn Margulis v roku 1967 a je známa ako „endosymbiotická teória“ alebo „teória sériovej endosymbiózy“.

Typy eukaryotických buniek

Existujú rôzne typy eukaryotických buniek, ale v zásade sú známe štyri, z ktorých každá má odlišnú štruktúru a procesy:

• Bunky zeleniny. Majú bunkovú stenu (zloženú z celulózy a proteín), ktorá pokrýva vaše plazmatická membrána a dodáva im tuhosť, ochranu a odolnosť. Okrem toho majú rastlinné bunky chloroplasty, teda organely, ktoré obsahujú potrebný chlorofyl na uskutočnenie procesu fotosyntéza; a veľkú centrálnu vakuolu, ktorá udržuje tvar bunky a riadi pohyb z molekuly v cytoplazme.
• Živočíšne bunky. Nemajú chloroplasty (keďže nefotosyntetizujú) ani bunkovú stenu. Ale na rozdiel od rastlinných buniek majú centrioly (organely, ktoré sa podieľajú na delení buniek) a majú menšie, ale hojnejšie vakuoly, nazývané vezikuly. Kvôli nedostatku bunkovej steny môžu živočíšne bunky nadobudnúť veľké množstvo rôznych foriem a dokonca pohlcovať iné bunky.
• Bunky húb. Podobajú sa živočíšnym bunkám, aj keď sa od nich líšia prítomnosťou bunkovej steny zloženej z chitínu (ktorý živočíšne bunky nemajú). Ďalším rozlišovacím znakom je, že bunky húb majú menšiu bunkovú špecializáciu ako bunky zvierat. Aj keď to nie je najfrekventovanejšie, existujú jednobunkové huby, ako napr droždie.
• Protistové bunky. Eukaryotické bunky sú často súčasťou mnohobunkové organizmy. Existujú však protisty, ktoré sú jednoduchými jednobunkovými alebo mnohobunkovými eukaryotickými organizmami, ktoré netvoria tkanivá. Hoci sú jednobunkové eukaryoty jednoduchšie bytosti ako zvieratá a rastliny, skutočnosť, že sú tvorené jedinou bunkou, ktorá musí vykonávať všetky funkcie organizmu, spôsobuje, že bunka má zložitú organizáciu. Okrem toho môžu dosiahnuť makroskopické veľkosti. Niektoré príklady tohto typu organizmov sú euglena a paramecia.

Funkcie eukaryotických buniek

Eukaryotické bunky majú dve primárne funkcie: kŕmenie a rozmnožovanie.

Eukaryotické bunky, podobne ako prokaryoty, vykonávajú základné funkcie:

• Výživa. Zahŕňa zabudovanie živín do vnútra bunky a ich premenu na iné látky, ktoré slúžia na tvorbu a nahradenie bunkových štruktúr a tiež na získanie energie potrebné na vykonávanie všetkých jeho funkcií. V závislosti od ich výživy môžu byť bunky autotrofy (vyrobia si vlastné jedlo od anorganický materiál procesmi ako fotosyntéza) príp heterotrofy (musia obsahovať organický materiál pretože nie sú schopní ho vyrobiť). Súhrnom všetkých chemických aktivít bunky je jej metabolizmus.
• Zvýšiť. Zahŕňa zvýšenie veľkosti jednotlivých buniek v organizme, počtu buniek alebo oboch. Rast môže byť rovnomerný v rôznych častiach organizmu alebo môže byť v niektorých častiach väčší ako v iných, čo spôsobuje, že sa telesné proporcie menia s rastom.
• Reakcia na podnety. Bunky interagujú s prostredím, ktoré ich obklopuje, prijímajúc rôzne podnety (ako sú variácie v teplota, vlhkosť alebo kyslosť) a vypracovanie zodpovedajúcich reakcií na každú z nich (ako je kontrakcia alebo translácia). Táto schopnosť reagovať na podnety prostredia je známa ako podráždenosť.
• Rozmnožovanie. Je to proces tvorby nových buniek (alebo dcérskych buniek) z počiatočnej bunky (alebo kmeňovej bunky). Existujú dva typy procesov bunkovej reprodukcie: mitóza Y meióza. Prostredníctvom mitózy kmeňová bunka dáva vznik dvom identickým dcérskym bunkám, to znamená s rovnakým množstvom genetický materiál a identické dedičné informácie. Na druhej strane, prostredníctvom meiózy kmeňová bunka dáva vznik štyrom dcérskym bunkám, ktoré sú navzájom geneticky odlišné a ktoré majú tiež polovicu genetického materiálu pôvodnej bunky. Mitóza zasahuje do procesov rastu a opravy tkaniva a do rozmnožovania živých bytostí, ktoré sa rozmnožujú nepohlavne. Meióza má ďalší cieľ: dochádza len k vzniku gamét.
• Adaptácia. Schopnosť buniek vyvíjať sa počas mnohých generácií a prispôsobovať sa prostrediu im umožňuje prežiť v meniacom sa svete. Adaptácie sú dedičné vlastnosti, ktoré zvyšujú schopnosť organizmu prežiť v konkrétnom prostredí. Adaptácie môžu byť štrukturálne, fyziologické, biochemické, behaviorálne alebo kombinácia týchto štyroch. Všetky biologicky úspešné organizmy sú komplexnou zbierkou koordinovaných adaptácií, ku ktorým došlo prostredníctvom evolučných procesov.

Funkcie metabolizmu, rastu, odozvy na podnety, reprodukcie a adaptácie vykonávajú všetky bunky patriace do prokaryotických aj eukaryotických organizmov. Nie sú to však jediné bunkové funkcie: existujú aj ďalšie funkcie v závislosti od každého typu bunky a tkaniva alebo organizmu, ku ktorému patria. Napríklad, neuróny (ktoré sú súčasťou nervového tkaniva) sú schopné komunikovať prostredníctvom elektrických impulzov.

Časti eukaryotickej bunky

Bunkové jadro je centrálna organela, ohraničená dvojitou poréznou membránou.

Hlavné zložky eukaryotických buniek sú:

• Bunková alebo plazmatická membrána. Ide o dvojitú bariéru zloženú z lipidy Y proteín ktorý ohraničuje bunku, aby ju izoloval od prostredia, ktoré ju obklopuje. Plazmatická membrána má selektívnu permeabilitu: umožňuje len vstup o látok nevyhnutné pre cytoplazmu a tiež vylúčenie metabolického odpadu. Táto štruktúra je prítomná vo všetkých eukaryotických bunkách a dokonca aj v prokaryotoch.
• Bunková stena. Je to tuhá štruktúra, ktorá je mimo plazmatickej membrány a dáva bunke tvar, oporu a ochranu. Bunková stena je prítomná len v zeleninové bunky a v hubách, aj keď sa jeho zloženie medzi oboma typmi buniek líši: v rastlinách ho tvorí celulóza a bielkoviny, zatiaľ čo v hubách ho tvorí chitín. Hoci táto štruktúra bunku chráni, bráni jej rastu a obmedzuje ju na pevné štruktúry.
• Bunkové jadro. Je to centrálna organela, ohraničená dvojitou poréznou membránou, ktorá umožňuje výmenu materiálu medzi cytoplazmou a jej vnútrom. V jadre sa nachádza genetický materiál (DNA) bunky, ktorý je organizovaný do chromozómov. Okrem toho sa v jadre nachádza špecializovaná oblasť nazývaná nukleolus, kde sa prepisuje ribozomálna RNA, ktorá sa neskôr stane súčasťou ribozómov. Jadro je prítomné vo všetkých eukaryotických bunkách.
• Ribozómy. Sú to štruktúry tvorené RNA a proteíny, v ktorých prebieha syntéza proteínov. Ribozómy sa nachádzajú vo všetkých typoch buniek, dokonca aj v prokaryotoch (hoci sú menšie). Niektoré ribozómy sú v cytoplazme voľné a iné sú pripojené k hrubému endoplazmatickému retikulu.
• Cytoplazma. Je to vodné médium, v ktorom sú rôzne organely bunky. Cytoplazma je tvorená cytozolom, vodnou časťou bez organel, ktorá obsahuje rozpustené látky, a cytoskeletom, sieťou vlákien, ktorá dáva bunke tvar.

Okrem prítomnosti jadra je jednou z charakteristických vlastností eukaryotickej bunky prítomnosť organel alebo subcelulárnych kompartmentov obklopených membránou, ktoré majú špecializované funkcie. Niektorí sú:

• lyzozómy. Sú to vezikuly naplnené enzýmy tráviaci systém, prítomný výlučne v živočíšnych bunkách. Procesy trávenia buniek sa vykonávajú v lyzozómoch, katalyzované enzýmami, ktoré v nich obsahujú.
• Mitochondrie. Sú to organely, kde prebieha proces bunkové dýchanie. Sú obklopené dvojitou membránou, ktorá bunke umožňuje získavať energiu, ktorú potrebuje na vykonávanie svojich funkcií. Mitochondrie sú prítomné vo všetkých typoch eukaryotických buniek a ich počet sa mení v závislosti od ich potrieb: bunky s vysokými požiadavkami na energiu majú tendenciu mať väčší počet mitochondrií.
• Chloroplasty Sú to organely, v ktorých prebieha fotosyntéza, a predstavujú zložitý systém membrán. Základnou zložkou týchto organel je chlorofyl, zelený pigment, ktorý sa podieľa na procese fotosyntézy a umožňuje mu zachytávať slnečné svetlo. Chloroplasty sú jedinečné pre fotosyntetické bunky, preto sú prítomné vo všetkých rastlinách a riasach, ktorých farba Charakteristická zelená je daná prítomnosťou chlorofylu.
• Vákuola. Sú druhom veľkého žlčníka, ktorý ukladá Voda, minerálne soli a iné látky, a ktoré sa nachádzajú len v rastlinných bunkách. Vakuola udržiava bunkový tvar a poskytuje bunke podporu, okrem toho, že sa podieľa na vnútrobunkovom pohybe látok. Živočíšne bunky majú vakuoly, ale sú menšie a vo väčšom množstve.
• Centrioles. Sú to rúrkovité útvary, ktoré sa nachádzajú výlučne v živočíšnych bunkách. Zúčastňujú sa na oddelení chromozómov počas procesu delenia buniek.
• Endoplazmatické retikulum. Ide o membránový systém, ktorý pokračuje bunkovým jadrom a rozprestiera sa v celej bunke. Jeho funkcia súvisí so syntézou zlúčenín určených najmä pre exteriér bunky. Endoplazmatické retikulum sa delí na drsné a hladké v závislosti od prítomnosti alebo neprítomnosti ribozómov na jeho povrchu: drsné retikulum obsahuje ribozómy a je zodpovedné najmä za syntézu proteínov na export, zatiaľ čo hladké retikulum súvisí najmä s metabolickými dráhami a lipidy.
• Golgiho aparát. Je to organela tvorená súborom sploštených diskov a vakov nazývaných cisterny. Funkcia Golgiho aparátu súvisí s modifikáciou a balením bielkovín a pod biomolekuly (ako sacharidy a lipidy) na sekréciu alebo transport.

Rozdiel medzi eukaryotickou bunkou a prokaryotickou bunkou

Prokaryotické bunky sú jednoduchšie a menšie ako eukaryotické bunky.

Hlavné rozdiely medzi týmito dvoma typmi buniek sú:

• Prítomnosť jadra. Najdôležitejší rozdiel je v tom, že u prokaryotov je genetický materiál rozptýlený v cytoplazme v oblasti nazývanej nukleoid, namiesto v jadre, ako je to v prípade eukaryotov.
• typ DNA. Prokaryoty majú jedinú kruhovú molekulu DNA, ktorá nie je spojená s proteínmi, a preto sa často označuje ako „nahá kruhová DNA“. Genetický materiál eukaryotov má lineárny tvar a je spojený s proteínmi, ktoré tvoria chromatín (alebo chromozómy, keď sa bunka chystá vstúpiť do bunkového delenia). Každý druh eukaryotického organizmu má charakteristický počet chromozómov.
• Veľkosť. Eukaryotické bunky sú značne väčšie (10-100 µm) ako bežné prokaryotické bunky (0,2-2,0 µm).
• Ústava. Väčšina eukaryotických organizmov je mnohobunková, zatiaľ čo všetky prokaryoty sú jednobunkové. Je však potrebné pripomenúť, že existujú niektoré jednobunkové eukaryotické organizmy, ako napríklad paramecia a droždie.
• Rozmnožovanie. Prokaryoty sa rozmnožujú asexuálne (binárnym štiepením), zatiaľ čo eukaryoty majú oboje sexuálnej reprodukcie (meiózou, čím vznikajú gaméty alebo pohlavné bunky) ako asexuálne (pre mitóza).
• Bunkové organely. Eukaryotické bunky prezentujú organely so špecifickými membránami a funkciami, ako napr mitochondrielyzozómy alebo chloroplasty.