Bunka, základná stavebná a funkčná jednotka živých organizmov, je schopná samostatného života. Eukaryotické bunky, zložitejšie a väčšie ako prokaryotické bunky, obsahujú rôzne organely, ktoré plnia špecifické funkcie. Medzi tieto organely patria mitochondrie a chloroplasty, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v energetike bunky.
Plastidy: Rozmanité organely rastlinných buniek
Plastidy sú organely typické pre rastlinné bunky a niektoré prvoky. Medzi plastidy patria leukoplasty, chromoplasty a chloroplasty.
Leukoplasty: Bezfarebné zásobárne
Leukoplasty sú bezfarebné plastidy, ktoré majú rôzne funkcie v závislosti od typu bunky. Ich hlavnou úlohou je sekundárna syntéza a ukladanie rôznych látok:
- Amyloplasty: Syntetizujú a ukladajú škrob.
- Elaioplasty: Syntetizujú a ukladajú tuky.
- Proteinoplasty: Ukladajú bielkoviny.
Leukoplasty sa vyskytujú v pokožkových, embryonálnych alebo pohlavných bunkách a nachádzajú sa prevažne v orgánoch rastlín, ktoré nie sú vystavené svetlu. V porovnaní s chloroplastami majú slabo vyvinutý membránový systém a guľatý, vajcový, tyčinkovitý alebo nepravidelný tvar. V bunkách koreňovej čiapočky vyšších rastlín sa vyskytuje veľký počet amyloplastov, ktoré sú súčasťou statolitového aparátu rastlín.
Chromoplasty: Farebné lákadlá
Chromoplasty sú farebné plastidy, ktoré delíme na vlastné chromoplasty a chloroplasty. Vlastné chromoplasty obsahujú zväčša karotenoidy a sú žlto, oranžovo až červeno sfarbené. Ich hlavnou úlohou v živote rastlín je pestro sfarbovať svojím obsahom kvety a plody, čím lákajú opeľovačov a rozširovačov semien a plodov. Transformáciu chloroplastov na chromoplasty môžeme vidieť aj na jeseň, keď postupne žltnú listy stromov.
Prečítajte si tiež: Online sprievodca nákupom semienok na klíčky
Chloroplasty: Zelené továrne na energiu
Chloroplasty sú zelené plastidy, ktoré obsahujú ako pigment chlorofyl. Dnes poznáme niekoľko druhov chlorofylov: a, b, c, d. Najrozšírenejší je chlorofyl a vyskytujúci sa vo všetkých autotrofných rastlinách. Chloroplasty sú jediné plastidy, na ktorých prebieha fotosyntéza.
Chloroplasty sú fotosynteticky aktívne, a preto ich môžeme pokladať za najvýznamnejšiu bunkovú organelu vôbec. Sú najpočetnejšie zastúpené, najčastejšie sa vyskytujúce a najlepšie preskúmané plastidy. Vyskytujú sa hlavne v nadzemných orgánoch zelených rastlín, najmä v mezofyle listov. Sú rozložené voľne v cytoplazme a v závislosti od kvality a intenzity svetla možno pozorovať aj ich pohyb.
Chloroplasty sú obalené dvomi membránami, vnútornou a vonkajšou semipermeabilnou membránou. Medzi nimi sa nachádza periplastidový priestor. Vnútro chloroplastu vypĺňa stróma, v ktorej je uložený zložitý membránový systém - graná (peniažteky na kope), tvorený paralelne usporiadanými mechúrikmi - tylakoidmi (peniažteky). Tylakoidy sú vzájomne prepojenými dvojmembránovými lamelami - tylakoidmi strómy. Tylakoidy usporiadané nad sebou vytvárajú graná a sú vzájomne pospájané tylakoidmi strómy. Tylakoidy grán a strómy sú orientované rovnobežne s pozdĺžnou osou chloroplastu.
Chloroplasty sú, podobne ako mitochondrie, semiautonómne organely s vlastnou genetickou informáciou. Chloroplastový genóm tvorí molekula dvojvláknovej DNA (označuje sa ako ctDNA, chloroplastová DNA), ktorá má veľkosť 80-600 kbp (kilobázových párov) a je vždy cirkulárna, na rozdiel od lineárnej jadrovej DNA. DNA sa nachádza v stróme a je pripojená na membrány tylakoidov. Nesie informáciu pre správny rast a delenie chloroplastov, kóduje proteíny fotosystému I a II a niektoré cytochrómy. Chloroplasty majú aj vlastné ribozómy, ktoré majú sedimentačnú konštantu prokaryotických ribozómov - 70S. Proteosyntéza (syntéza bielkovín) tak môže prebiehať aj v chloroplastoch.
Mitochondrie: Energetické centrá buniek
Mitochondrie sú prítomné v rastlinných aj živočíšnych bunkách. Sú to energetické a metabolicko-respiračné centrá buniek, kde prebieha dýchanie a uvoľňovanie energie, ktorá sa potom ukladá do ATP.
Prečítajte si tiež: Recepty od Klicky Mungo
Štruktúra: mitochondriu tvorí vonkajšia a vnútorná membrána. Vonkajšia je hladká a vnútorná tvorí neúplné priehradky, ktoré sa nazývajú mitochonriálne kristy, na nich sa nachádzajú enzýmy dýchacieho reťazca. Vnútro mitochontrií vypĺňa matrix (základná bielkovinová hmota). Mitochondrie sa vo veľkom množstve nachádzajú na miestach kde je vysoká spotreba energie, napr. vo vláknach priečne pruhovaných svalov a v srdcovom svale.
Na mitochondriách taktiež prebieha Krebsov cyklus. V prokaryotickej bunke plní funkciu mitochondrií cytoplazmatická membrána.
Semiautonómne organely
Plastidy majú (ako aj mitochondrie) vlastnú DNA. Ich delenie priečnym delením je úplne nezávislé od delenia jadra. Plastidy a mitochondrie sa preto označujú ako semiautonómne organely.
Ďalšie bunkové štruktúry
Okrem mitochondrií a chloroplastov obsahujú bunky aj ďalšie dôležité štruktúry, ako napríklad:
- Jadro: Riadiace centrum bunky, obsahuje DNA.
- Endoplazmatické retikulum (ER): Systém kanálikov, ktoré zabezpečujú vnútrobunkový a medzibunkový transport látok, syntézu bielkovín (na granulovanom ER) a lipidov (na hladkom ER).
- Golgiho aparát: Syntetické a sekrečné centrum buniek, upravuje a balí proteíny a lipidy na transport.
- Lyzozómy: Obsahujú tráviace enzýmy, ktoré rozkladajú odpadové látky a bunkové zvyšky.
- Vakuoly: Zásobné vaky v bunke, v rastlinných bunkách udržiavajú bunkový tlak (turgor).
- Ribozómy: Syntetizujú bielkoviny.
- Cytoskelet: Poskytuje štrukturálnu podporu bunke, udržiava jej tvar a umožňuje pohyb.
Metabolizmus bunky
Metabolizmus je súbor reakcií prebiehajúcich v bunke (organizme) zabezpečujúci premenu látok pri (i.) získavaní energie, (ii.) tvorbe potrebných látok a (iii.) odbúravaní nepotrebných látok, (iv.) výmene látok s okolím, (v.) raste a (vi.) rozmnožovaní. Podstatou metabolizmu je regulovaná vysoko-špecifická katalýza biochemických reakcií.
Prečítajte si tiež: Návod na výrobu veľkonočných dekorácií
Podľa toho, či pri metabolizme dochádza k rozkladným alebo syntetickým reakciám, rozlišujeme dva deje:
- Katabolizmus (disimilácia): Zahŕňa reakcie, pri ktorých dochádza k štiepeniu látok. Pri tomto procese prebiehajú exergonické reakcie, pri ktorých sa energia uvoľňuje.
- Anabolizmus (asimilácia): Zahŕňa reakcie, pri ktorých sa tvoria zložitejšie látky z látok jednoduchších. Tieto procesy vyžadujú prísun energie, jedná sa teda o endergonické reakcie.